Автоматизация котельных
Достоинства автоматического управления
Важнейшим элементом в котельных является системы автоматики, обеспечивающие автоматическое, полу-автоматическое управление процессами.
Еще совсем недавно большинство таких систем строилось на системах позиционного регулирования т.е. включено-выключено по определенному значению заданного параметра. Такие системы просты в настройке и эксплуатации, но в отличие от большинства более современных систем регулирования тепловыми процессами они имеют больше потерь теплоносителя и установленные параметры поддерживаются с большой погрешностью. Сейчас в связи с регулярным подорожанием всех видов топлива, использование таких систем становится все более экономически не целесообразно.
Современные системы автоматического и автоматизированного управления тепловыми процессам строятся на пропорционально интегральных (ПИ), пропорционально дифференциально интегральных (ПИД) аналоговых или цифровых системах управления процессами. Это обеспечивает минимальные потери теплоносителя, позволяет поддерживать заданные значения параметров с высокой точностью.
Большинство выпускаемых сейчас котлов имеют в своей комплектации автоматику обеспечивающую работу котла и базовую систему защиты по нескольким параметрам.
Автоматизация котла с горелкой осуществляется блоком управления котла. Блок управления котлом обеспечивает выполнение следующих функций:
– автоматический пуск и останов котла;
– контроль и защиту по основным технологическим параметрам;
– автоматическое поддержание температуры воды на выходе из котла;
– обеспечивает отсечку газа при отклонении заданных параметров: давления газа и воздуха на горелке; температуры теплоносителя на выходе из котла, погасании пламени, отключения электроэнергии.
Но котловой автоматики естественно не достаточно. Так как изменение температура на улице даже в течении суток (дневная-ночная температуры) могут быть достаточно большими и для поддержания комфортных температурных условий придется постоянно крутить ручку реостата (задатчика). Для автоматического поддержания температуры сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха используют микроконтроллеры или регуляторы с температурной коррекцией. Например цифровой регулятор ТРМ-32.
Существуют системы котельной автоматики основанные на принципе модульного построения. В зависимости от текущих потребностей, числа контуров устанавливается соответствующий набор регулирующих модулей.
Горячее водо снабжение
Большинство котельных как больших так и малых так же выполняют функции подачи горячей воды. Причем таких контуров может быть несколько. Примером регулятора температуры часто использующегося для регулирования температуры в сети горячего водоснабжения является регулятор ТРМ-12.
Для работы регулятор ров необходимы данные о текущей температуре. Для этого надо установить датчики температуры в различных точках трубопроводов, в помещении и на улице.
Нагревательные контуры
Существуют прямые нагревательные контуры и нагревательные контуры со смесителями.
В первом случае температура воды зависит только от работы горелки. Во втором температура поддерживается за счет смешения прямой и обратной воды. Вариант с использованием подмеса более распространен, он позволяет более точно регулировать температуру.
Для нормального функционирования большинство котлов должна поддерживаться температура на входе в котлы. Поддержание постоянной температуры воды на входе в котлы может осуществляться позиционным управлением трехходовыми регулирующими клапанами.
В котельных, согласно требованиям СНиП II-35-76. изм.1, п.14,6 и “Инструкций по контролю за содержанием окиси углерода в помещениях котельных” п.4.5, для котельных, работающих без постоянного обслуживающего персонала, предусмотрено автоматическое отключение подачи топлива в котельную по следующим параметрам: загазованность котельной метаном (10±5%) НКПРП; концентрации оксида углерода (100±5) мГ/м3.
Контроль за содержанием оксида углерода осуществляется например сигнализатором СОУ-1. Сигнализатор является стационарным прибором и состоит из электрохимического датчика (ЭХД) и устройства обработки сигнала.
Для контроля за содержанием метана в воздухе котельной может быть использован сигнализатор СГГ6М-П10. В случае превышения нормы содержания метана до 0.2%, достижения концентрации СО равной 100мг/м3 прекращается подача газа.
Управление насосами
Управление насосами обычно выполняется с обеспечением режима АВР (автоматический ввод резервного насоса при останове рабочего на базе контроллера САУ МП). Предусматривается автоматическая ротация работы насосов. При включении автоматического режима работы САУ МП отрабатывает задержку включения и включает первый насос. Если в течении заданного времени в трубе создается необходимое давление, контакты датчика наличия потока замыкаются и работает первый насос. По истечении заданного времени реле 1 отключается и включается реле 2, управляющее вторым насосом. Если второй насос исправен, то контакты датчика окажутся замкнуты, и работа насоса будет продолжена. Через заданное время прибор выключит реле 2 и снова включит реле1, обеспечивая равномерный износ основного и резервного насоса. Если во время работы одного из насосов контакты датчика давления разомкнулись на время, большее заданного, или во время пуска двигателя насоса через заданное время контакты датчика не замкнулись, прибор считает что произошла авария и включает резервный насос. При этом неисправный насос выключается, а соответствующий ему светодиод начинает мигать, также при этом включается третье реле обеспечивающее сигнализацию аварии насоса.