Автоматизация котельных установок

 

Основные принципы автоматизации котельных

 

Надежная, экономичная и безопасная работа котельной с мини­мальным числом обслуживающего персонала может осуществляться только при наличии теплового контроля, автоматического регулиро­вания и управления технологическими процессами, сигнализации и защиты оборудования [8].

Основные решения по автоматизации котельных принимаются в процессе разработки схем автоматизации (функциональных схем). Схемы автоматизации разрабатываются вслед за проектированием теплотехнических схем и принятием решений по выбору основного и вспомогательного оборудования котельной, его механизации и теп­лотехнических коммуникаций. К основному оборудованию относится котлоагрегат, дымососы и вентиляторы, а к вспомогательному насосно-деаэраторная установка, химводоочистка, теплофикационная установка, станция перекачки конденсата, ГРС, склад мазута (угля) и топливоподача.

Объем автоматизации принимается в соответствии с СНиП II-35-76 (раздел 15 - "Автоматизация") и требованиями заводов изготовителей тепломеханического оборудования.

Уровень автоматизации котельных зависит от следующих основ­ных технических факторов:

- типа котла (паровой, водогрейный, комбинированный пароводогрейный);

- конструкции котла и его оборудования (барабанный, прямоточ­ный, чугунный секционный с наддувом и др.), вида тяги и т.п.; вида топлива (твердое, жидкое, газообразное, комбинированное - га­зомазутное, пылевидное) и типа топливосжигающего устройства (ТСУ);

- характера тепловых нагрузок (производственные, отопитель­ные, индивидуальные и т.п.);

- числа котлов в котельной.

При составлении схемы автоматизации предусматривают основ­ные подсистемы автоматического регулирования, технологической защиты, дистанционного управления, теплотехнического контроля, технологической блокировки и сигнализации.

 

Автоматизация паровых котлов

 

При автоматизации паровых котлов решают задачи теплового контроля и технологической сигнализации, автоматического управ­ления, регулирования и защиты.

 

Тепловой контроль

Организация теплового контроля и выбор приборов осуществля­ется в соответствии со следующими принципами:

– параметры, наблюдение за которыми необходимо для эксплуата­ции котельной, контролируются показывающими приборами;

– параметры, изменение которых может привести к аварийному состоянию оборудования, контролируются сигнализирующими показы­вающими приборами;

– параметры, учет которых необходим для анализа работы обору­дования или хозяйственных расчетов, контролируются регистрирую­щими или суммирующими приборами.

Для паровых котлов требования к контролю теплотехнических параметров определяются рабочим давлением пара и расчетной паропроизводительностью. Например, паровые газомазутные котлы ДЕ -25-14 ГМ (рис. 4.1 и 4.2) оборудованы показывающими приборами для измерения:

– температуры питательной воды до и после экономайзера техни­ческими термометрами 1 типа П или У;

– температуры пара за пароперегревателем до главной паровой задвижки техническим термометром 3 типа П или У;

– температуры уходящих газов милливольтметром Е 4 типа Ш 4540/1;

– температуры мазута термометром 2 типа П или У;

– давления пара в барабане показывающим манометром 25 типа МП 4-У и показывающим самопишущим вторичным прибором 20 типа КСУ 1-003;

 

– давления пара у мазутных форсунок манометром 15 типа МП -4У;

– давления питательной воды на входе в экономайзер после ре­гулирующего органа манометрами 25 типа МП -4 У; давления воздуха после дутьевого вентилятора напоромером мемб­ранным типа НМЛ -52 и тягонапоромером дифференциальным жидкостным 26 типа ТДЖ 1 6300;

– давления мазута к котлу манометрами 16 типа МП -4У и показы­вающим вторичным прибором 13 типа КСУ 1-003;

– давления газа к котлу напоромерами мембранными показывающи­ми типа НМЛ -100 и показывающим самопишущим вторичным прибором 12 типа КСУ 1-003;

– давления газа к запальнику манометром 34 типа МП -4У;

– разрежения в топке котла тягонапоромером мембранным показы­вающим 14 типа ТНМП -52;

– разрежения перед дымососом тягонапоромером дифференциальным жидкостным 18 типа ТДЖ 2 4000;

– расхода пара дифманометром 33 типа ДСС -711 Ин - М 1;

– расхода газа дифманометром 31 типа ДСС -711 Ин - М 1;

– расхода мазута счетчиком мазута 32 типа СМО -200;

– содержания СО₂ в уходящих газах переносным газоанализато­ром 30 типа КГА -1-1;

– уровня воды в барабане водомерным стеклом 28 и показывающим самопишущим вторичным прибором 29 типа КСУ 1-003.

Уровень воды в барабане, разрежение в топке котла, давление газа к котлу, давление мазута к котлу и давление воздуха после дутьевого вентилятора контролируются сигнализирующими приборами соответственно дифманометром Е 35 типа ДСП -4 С_Г - М 1, датчиком-реле напора и тяги Е 22 типа ДНТ -1, датчиком-реле напора Е 19 типа ДН -40, манометром электроконтактным показывающим Е 23 типа ЭКМ -IV, датчиком-реле напора Е 21 типа

ДН -40 и сигнальными лампа­ми НL З - НL 7.

 

Управление

В схемах автоматизации (рис. 4.1 и 4.2) предусмотрено управление:

– электроприводами дутьевого вентилятора 2 М и дымососа 1 М со щита Щ-ДЕ с использованием ключей управления 2 SА 1 и 1 SА 1; элект­родвигатель дутьевого вентилятора включается после включения ды­мососа; для отключения блокировки в схеме управления предусмот­рен ключ блокировки 2 SА 2;

– электроприводами 4 М и 5 М задвижек на мазутопроводе со щита КИП ключами управления 4 SА и 5 SА;

– электроприводом 3 М задвижки на паропроводе со щита

Щ-ДЕ кнопками управления 3 SВ 1, З SВ 2, 3 SВ З;

– розжигом котла кнопками управления SВ 1 (пуск) и SВ 2 (стоп) и остановом котла кнопками управления SВ 4 (по месту) и SВ З (со щита Щ-ДЕ).

 

Регулирование

Для котлов типов ДЕ и КЕ предусматривается автоматическое регулирование процессов горения и питания водой [6].

Автоматическое поддержание требуемого процесса горения кот­ла ДЕ -25-14 ГМ (рис. 4.2) осуществляется следующим образом. Роль регулятора топлива (нагрузки) выполняет регулятор давления пара в барабане котла Е 9, который получает импульс от преобразо­вателя измерительного избыточного давления Е 9^a типа САПФИР-22ДИ-2151 и через трехпозиционный усилитель Е 9^б типа У 29.3 воз­действует на электрический однооборотный исполнительный механизм Е 9^в, изменяя подачу мазута к котлу или регулятор Е 8, воз­действующий на ИМ Е 8^в, изменяя расход газа к котлу.

Для поддержания оптимального соотношения топлива и воздуха предусмотрен регулятор воздуха Е 5, который получает два входных импульса давления: 1 - импульс давления газа (мазута) перед го­релками от преобразователя давления мазута Е 5^б типа САПФИР-22ДИ-2160 или от преобразователя давления газа Е 5^в типа САПФИР- 22ДИ-2130; 2 - импульс давления воздуха перед горелками от преобра­зователя давления Е 5^а типа САПФИР-

22ДИ-2120. В процессе регули­рования регулятор воздуха Е 5 через трехпозиционный усилитель Е 5^Г типа У 29.3 воздействует на ИМ Е 5^Д направляющего аппарата дуть­евого вентилятора.

Создание устойчивого разрежения в топке котла в пределах от -20 до -30 Па осуществляется регулятором разрежения Е 6, который получает импульс от преобразователя разрежения Е6 ^а типа САПФИР-22ДВ-2210 и через трехпозиционный усилитель Е 6^б типа У 29.3 воз­действует на ИМ Е 6^в дымососа.

Таким образом, с помощью регуляторов топлива Е 8 или Е 9, воздуха Е 5 и разрежения Е 6 поддерживается оптимальный процесс горения котла. В качестве регуляторов Е 8, Е 9, Е 5 и Е 6 использу­ется прибор регулирующий с импульсным выходом РС 29.1.12.

Регулирование питания котла осуществляется регулятором уровня в барабане котла Е 7 типа РС 29.1.12, который получает импульс от преобразователя измерительного разности давлений Е 7 ^а типа САПФИР-22ДД-2420 и через трехпозиционный усилитель Е 7^б типа У 29.3 воздействует на ИМ Е 7^В регулирующего клапана, установлен­ного на трубопроводе питательной воды к котлу.

В схеме автоматизации парового котла КЕ -25-14 С, работающего на твердом топливе (рис. 4.3 и 4.4), имеются незначительные отличия в решении задач теплового контроля и автоматического ре­гулирования по сравнению с котлом ДЕ -25-14 ГМ, а решение вопросов автоматического управления электроприводами отличается в значи­тельной степени.

Ниже рассмотрим отличия и дополнения по всем видам автома­тизации котла КЕ -25-14 С (см. рис. 4.3 и 4.4) по сравнению с кот­лом ДЕ -25-14 ГМ.

 

Тепловой контроль

Установлены показывающие приборы для измерения:

- температуры воздуха до и после воздухоподогревателя техни­ческими термометрами 4 и 3 типа П или У;

- температуры уходящих газов до экономайзера и перед дымосо­сом милливольтметром 8 типа Ш 4540/1, гр. ХА ₆₈;

- температуры сетевой воды в обратном трубопроводе калорифера техническим термометром 5 типа П или У;

 

 

- давления воздуха острого дутья перед соплами после регули­рующих органов тягонапоромерами дифференциальными жидкостными 9,10,11,12 и 13 типа ТДЖ 1x1600;

- содержание кислорода в уходящих газах переносным газоана­лизатором кислорода 29 типа МН 5106-2.

 

Управление

Предусмотрено управление со щита автоматизации ЩКЕ:

- электроприводами З М вентилятора возврата уноса из-под котла и 4 М цепной решетки ключами управления З SА и 4 SА;

- электроприводами пневмозабрасывателей 5 М и 6 М ключами уп­равления 5 SА И 6 SА;

- электроприводом 7 М скреперного подъемника ключами управле­ния 7 SА, 7 SА 1 и кнопками управления 7 SВ 1 и 7 SВ 2.

Управление электроприводами 9 М механизма удаления провала и 10 М вентилятора возврата уноса из-под циклонов на

рис. 4.3 не показано.

 

Регулирование

В схеме автоматического регулирования котла КЕ -25-14 С (рис. 4.4) дополнительно установлен регулятор непрерывной продувки 34 типа РС 29.1.12, предназначенный для автоматизации процесса удаления солей из солевого отсека. Регулятор 34 получает один входной им­пульс от преобразователя расхода пара 34^а, а другой - от ИМ 34^В по положению выходного звена (обратная связь). Выходной сигнал от регулятора 34 поступает через трехпозиционный усилитель 34^б на ИМ 34^В, установленный на трубопроводе непрерывной продувки.