Автоматизация котельных на сегодняшний день, широко востребованная услуга. Развитие технологий и внедрение инновационных решений не стоит на месте, максимально упрощая процесс управления инженерными системами котельной.
Котельная установка — это особый вид инженерной коммуникации, отвечающий за нагрев теплоносителя и правильное распределение тепла в помещении. Самое главное требование, предъявляемое к котельной любого типа – это безопасность, а также эффективная эксплуатация сооружения.
Виды котельных
Котельные классифицируют по типу топлива, типу носителя, типу размещения, уровню автоматизации и механизации. Определенный вид котельной выбирается в зависимости от целей и задач, а также условий эксплуатации.
Далее рассмотрим виды котельных более подробно.
Во-первых, по типу топлива.
- Газовые. Их преимущество заключается в том, что газ является одним из самых экологичных и экономичных видов топлива. Газовые котельные, могут полностью автоматизированы, а также не требуют сложного и громоздкого оборудования топливоподачи и шлакоудаления.
- Электрические. Достоинствами электрокотла являются: небольшие габаритные размеры, простота установки и эксплуатации, бесшумность и отсутствие необходимости оборудования дымвентканалов. Благодаря этому электрические мини-котельные получили широкое распространение в качестве дополнительного (аварийного) теплогенератора. Однако есть и недостатки, большие эксплуатационные расходы, вызванные высокой стоимостью электроэнергии.
- Жидкотопливные. Такие котельные работают на отработанном масле, мазуте, дизельном топливе, нефти. В эксплуатацию вводятся быстро.
- Твердотопливные. К данному виду топлива относится уголь, торф, дрова и т.п. Преимущество этого вида котельных является доступность и низкая цена топлива, однако требуется дополнительная установка систем топливоподачи и золо-шлакоудаления.
Во-вторых, классификация по теплоносителю.
- Паровые. В такой котельной теплоносителем является пар, который используется преимущественно для обеспечения производственных процессов на промышленных предприятиях.
- Водогрейные. Этот вид котельных предназначен для отопления и горячего водоснабжения жилых зданий, промышленных и коммунальных объектов. Теплоносителем является вода, нагреваемая до +95 +115 °С.
- Комбинированные. В таких котельных размещаются как паровые, так и водогрейные котлы. Горячая вода используется для покрытия нагрузки на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию, а пар поступает для обеспечения технологических нужд предприятия.
- На диатермическом масле. В этой котельной в качестве теплоносителя используются органические высокотемпературные жидкости, температура которых может достигать +300 °С.
В третьих по типу размещения.
- Блочно-модульные. Основные преимущества данного вида котельных являются: быстрые сроки монтажа и пуска в эксплуатацию, заводская готовность модулей, возможность увеличения мощности за счет добавления блоков, автономность работы, высокий КПД, мобильность. В зависимости от места размещения блочно-модульные котельные могут быть отдельностоящими, пристроенными, встроенными, крышными, подвальными.
- Стационарные. Эти котельные, как правило, строятся, когда требуемая мощность превышает 30 МВт либо строительство блочно-модульной котельной по каким-то причинам невозможно. Стационарные котельные отличает капитальный характер строительства (фундаменты, стены и перегородки, кровля). Монтаж оборудования выполняется на месте.
И последний тип, по которому происходит классификация это уровень механизации и автоматизации.
В зависимости от степени данных процессов выделяют следующие виды котельных:
- Ручные. Небольшие котельные могут быть оборудованы котлами, подача топлива в которые производится операторами вручную. В помещение котельной топливо подается тележкой или в некоторых случаях через бункер с наружной загрузкой. Зола и шлак из зольного бункера также удаляются оператором вручную и вывозятся за пределы котельной с помощью вагонетки.
- Механизированные. Современные твердотопливные котельные оборудуются средствами механизации, значительно облегчающими труд оператора котельной. Топливоподача осуществляется с помощью транспортеров или скиповых подъемников. Уголь проходит предварительную обработку на угледробилках, метало — и щепоуловителях. Зола и шлак могут удаляться различными методами — механическим, гидравлическим, пневматическим или их комбинацией.
- Автоматизированные. Этот вид котельных предполагает полную автоматизацию и минимальное присутствие человеческого фактора. Полностью автоматизируются, как правило, газовые котельные и электрические.
Ручное управление тепловым оборудованием не является безопасным, оно сложно и крайне неэффективно. Поэтому использование автоматики при организации котельной является верным решением.
Применение программируемых логических контроллеров (ПЛК) в качестве управляющего элемента работой автоматизированных котельных и использование систем беспроводной передачи и приема информации по технологии GPRS c комплексами АСУ ТП и АСКУЭ (Автоматизация и диспетчеризация), является качественно новым шагом в развитии систем управления котельными и их безопасности.
Автоматизация котельных, что дает и нужна ли она на производстве.
Система автоматизации котельной, обеспечивает безопасность рабочего персонала и технологического оборудования. Контролирует все показатели производства и КИП, управляет рабочим процессом котельной.
Автоматика котельной— это комплекс систем и оборудования, предназначенных для сбора и анализа полной информации о процессах. Которые происходят при работе основного и вспомогательного оборудования котельной, а также для упрощения регулирования этими процессами. Поступающие от датчиков данные сравниваются с установленными параметрами. И, в зависимости от разницы между реальными показаниями и заданными, происходит управление процессами.
Одно из первых мест по степени автоматизации в промышленности, занимает теплоэнергетика.
Автоматизация котельных все чаще становятся необходимостью, так как:
- Процессы в теплоэнергетических установках протекают очень динамично. Поэтому реакция на отклонение этих процессов от нормы должна быть также быстрой и своевременной.
- Выработка электроэнергии и тепловой энергии должна соответствовать потреблению топлива и нагрузке. То есть, КПД парогенератора должен быть максимальным.
- При работе основного и вспомогательного оборудования в котельной присутствуют опасные для обслуживающего персонала факторы — высокое давление и высокая температура. Автоматика управления котельной способствует
безопасной работе оборудования. - Автоматизация котельного оборудования обеспечивает поддержание параметров вырабатываемого пара в пределах
установленных норм. - Автоматизация котельных способствует уменьшению численности обслуживающего персонала. В постоянном присутствии, которого в котельной нет необходимости, а выездная бригада осуществляет обслуживание сразу нескольких объектов. Диспетчер также может контролировать работу сразу нескольких котельных.
- Все показания приборов КИПиА контролируются в режиме реального времени и записываются на цифровые носители;
- В случае сбоя в работе технологического оборудования его отключение произойдет автоматически;
- Благодаря применению современных энергосберегающих технологий, легко достигнуть до 25% экономии энергоресурсов;
- В случае неполадки в каком-либо узле системы, ремонтный персонал сможет моментально отыскать место повреждения благодаря наличию огромного количества датчиков и в максимальные сроки устранить его.
- аварийная сигнализация и передача тревожных сообщений на верхний уровень.
Основные преимущества использование АСУ котельных:
- Повышение качества и оперативности обслуживания технологического оборудования.
- Обеспечение надежности, предупреждение аварийных ситуаций, сокращение времени поиска, локализации и ликвидации аварий.
- Оптимизация потребления энергоносителей, сокращение энергозатрат и ресурсосбережение.
- Обеспечение оптимального режима работы оборудования.
- Сокращение времени простоя оборудования.
- Увеличение сроков эксплуатации и ресурса оборудования.
- Уменьшение расходов на ремонт оборудования.
- Возможность постепенного увеличения систем за счет растущей сети объектов.
Автоматизация котельных: структура.
Структура АСУ котельных состоит из трех уровней: нижнего, среднего и верхнего.
Нижний уровень представлен датчиками, исполнительными механизмами и устройствами местного управления.
Средний уровень представляет собой шкафы контроля, автоматики и управления, которые в автоматическом режиме выполняют сбор данных с датчиков, обработку и управление исполнительными механизмами по заданному алгоритму, а также обмениваются данными с верхним уровнем.
Верхний уровень может быть представлен в виде графического терминала встроенного в шкаф управления или оператора на базе персонального компьютера. Здесь отображается вся информация, поступающая от микроконтроллеров нижнего уровня и датчиков системы, и производится ввод оперативных команд, регулировок и установок.
Кроме диспетчеризации процесса решаются задачи оптимизации режимов, диагностики технического состояния, анализа экономических показателей, архивирования и хранения данных. Возможна обработка и передача данных в общую АСУ ТП предприятия.
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.
Автоматизация котельных: диспетчеризация
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.
Для системы диспетчеризации практически нет ограничений на количество контролируемых параметров, количество используемых контроллеров и модулей, количество диспетчерских станций и расстояний между объектами.
Функции системы диспетчеризации котельной включают в себя:
- Мониторинг в режиме реального времени показаний датчиков и общего состояния оборудования объекта;
- Автоматическое управление работой котельной – регуляторами температуры, циркуляционными насосами, клапанами подпитки воды контуров котлового и теплоснабжающего, клапанами отсечки газа, электрокалорифером и пр.;
- Внесение изменений, в том числе сезонных, в состав работающего оборудования;
- Удаленный ввод параметров управления, установка предельных значений для срабатывания аварийных сигналов;
- Сохранение информации о параметрах технологических процессов, их отклонениях от норм, причинах останова работы объекта, характере аварий; ведение журналов отказов оборудования и действий операторов системы;
- Оповещение персонала подконтрольного объекта о возникновении аварийной ситуации.
При внедрении системы автоматизации, надежность работы котельной установки увеличивается в десятки раз.
Автоматизация котельной обеспечивает надежную и долговечную работу оборудования, а так же безопасность обслуживающего персонала.
АртПроект— ваш путь в автоматизацию.