Automatizacija kotlovskih postrojenja: opis, uređaj i dijagram

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Za reguliranje i optimizaciju rada kotlovskih jedinica počela su se koristiti tehnička sredstva već u početnim fazama automatizacije industrije i proizvodnje. Trenutna razina razvoja u ovom području može značajno povećati profitabilnost i pouzdanost kotlovske opreme, osigurati sigurnost i intelektualnost rada osoblja za održavanje.

Ciljevi i ciljevi

Moderni sustavi za automatizaciju kotlovnice mogu jamčiti nesmetan i učinkovit rad opreme bez izravne intervencije operatera. Ljudske funkcije svode se na online praćenje performansi i parametara cijelog kompleksa uređaja. Automatizacija kotlovnica rješava sljedeće zadatke:

• Automatsko pokretanje i zaustavljanje kotlova.
• Regulacija snage kotla (kaskadno upravljanje) prema zadanim primarnim postavkama.
• Kontrola dovodnih pumpi, kontrola razinarashladna tekućina u radnom i potrošačkom krugu.
• Hitno zaustavljanje i aktiviranje signalnih uređaja, u slučaju da radne vrijednosti sustava prelaze utvrđene granice.

Objekt automatizacije

Kotlovska oprema kao objekt regulacije je složen dinamički sustav s mnogo međusobno povezanih ulaznih i izlaznih parametara. Automatizacija kotlovnica komplicirana je činjenicom da je brzina tehnoloških procesa u parnim jedinicama vrlo visoka. Glavne podesive vrijednosti uključuju:

• brzina protoka i tlak rashladne tekućine (vode ili pare);
• ispuštanje u peć;
• razina spremnika za hranu;
• Posljednjih godina nametnuti su povećani ekološki zahtjevi na kvalitetu pripremljene mješavine goriva i, kao rezultat, na temperaturu i sastav dima.

Razine automatizacije

Stupanj automatizacije postavlja se pri projektiranju kotlovnice ili pri remontu/zamjeni opreme. Može se kretati od ručne kontrole prema indikacijama instrumentacije do potpuno automatske kontrole prema algoritmima ovisnim o vremenskim prilikama. Stupanj automatizacije prvenstveno je određen svrhom, kapacitetom i funkcionalnim značajkama rada opreme.

Moderna automatizacija kotlovnice podrazumijeva integrirani pristup - podsustavi za praćenje i regulaciju pojedinih tehnoloških procesa kombinirani su u jedinstvenu mrežu s funkcionalnimgrupna kontrola.

Ukupna struktura

Automatizacija kotlovnica izgrađena je na dvostupanjskoj shemi upravljanja. Niža (terenska) razina obuhvaća uređaje lokalne automatike temeljene na programabilnim mikrokontrolerima koji provode tehničku zaštitu i blokiranje, podešavanje i promjenu parametara, primarne pretvarače fizičkih veličina. Ovo također uključuje opremu dizajniranu za pretvaranje, kodiranje i prijenos podataka.

Gornja razina može biti predstavljena kao grafički terminal ugrađen u upravljački ormar ili kao radna stanica operatera temeljena na osobnom računalu. Prikazuje sve informacije koje dolaze od nižih mikrokontrolera i senzora sustava, te unosi operativne naredbe, podešavanja i postavke. Uz dispečiranje procesa rješavaju se zadaci optimizacije načina rada, dijagnosticiranja tehničkog stanja, analize ekonomskih pokazatelja, arhiviranja i pohranjivanja podataka. Ako je potrebno, informacije se prenose u opći sustav upravljanja poduzeća (MRP/ERP) ili lokaliteta.

Automatizacija kotlovske opreme

Suvremeno tržište uvelike je zastupljeno i pojedinačnim instrumentima i uređajima, kao i kompletima za automatizaciju parnih i toplovodnih kotlova domaće i strane proizvodnje. Alati za automatizaciju uključuju:

• oprema za paljenje i kontrolu plamena, pokretanje iupravljanje procesom izgaranja goriva u komori za izgaranje kotlovske jedinice;
• specijalizirani senzori (manometri propuha i tlaka, senzori temperature i tlaka, analizatori plina, itd.);
• pokretači (magnetni ventili, releji, servo pogoni, frekventni pretvarači);
• upravljačke ploče za kotlove i opću kotlovsku opremu (paneli, zasloni osjetljivi na dodir);
• rasklopni ormari, komunikacijske linije i napajanje.

Prilikom odabira tehničkih sredstava upravljanja i nadzora, najveću pažnju treba obratiti na sigurnosnu automatiku, koja isključuje pojavu izvanrednih i izvanrednih situacija.

Podsustavi i funkcije

Svaka shema automatizacije kotlovnice uključuje podsustave upravljanja, regulacije i zaštite. Regulacija se provodi održavanjem optimalnog načina izgaranja podešavanjem vakuuma u peći, protoka primarnog zraka i parametara rashladne tekućine (temperatura, tlak, protok). Upravljački podsustav šalje stvarne podatke o radu opreme na sučelje čovjek-stroj. Zaštitni uređaji jamče sprječavanje izvanrednih situacija u slučaju kršenja normalnih radnih uvjeta, opskrbe svjetlosnim, zvučnim signalom ili gašenja kotlovskih jedinica uz fiksiranje uzroka (na grafičkom prikazu, mnemodijagramu, štitu).

komunikacijski protokoli

Automatizacija kotlovskih postrojenja bazirana na mikrokontrolerima minimizira upotrebu u funkcionalnimdijagram relejnih sklopnih i upravljačkih vodova. Za povezivanje gornje i donje razine automatiziranog upravljačkog sustava, prijenos informacija između senzora i kontrolera, za prevođenje naredbi u aktuatore koristi se industrijska mreža sa specifičnim sučeljem i protokolom prijenosa podataka. Najrašireniji standardi su Modbus i Profibus. Kompatibilni su s većinom opreme koja se koristi za automatizaciju objekata za grijanje. Odlikuju ih visoke stope pouzdanosti prijenosa informacija, jednostavni i razumljivi principi rada.

Ušteda energije i društveni učinci automatizacije

Automatizacija kotlovnica u potpunosti eliminira mogućnost nesreća s uništenjem kapitalnih zgrada, smrću uslužnog osoblja. ACS je sposoban osigurati normalno funkcioniranje opreme 24 sata dnevno, minimizirajući utjecaj ljudskog faktora.

U svjetlu kontinuiranog rasta cijena goriva, učinak automatizacije uštede energije nije najmanje važan. Uštedu prirodnog plina, koja doseže do 25% po sezoni grijanja, osiguravaju:

• optimalni omjer "plin/zrak" u mješavini goriva u svim režimima rada kotlovnice, korekcija prema razini sadržaja kisika u produktima izgaranja;
• mogućnost prilagođavanja ne samo kotlova, već i plinskih plamenika;
• regulacija ne samo temperature i tlaka rashladne tekućine na ulazu i izlazu iz kotlova, već i uzimajući u obzir parametre okoliša(tehnologija prilagođena vremenskim uvjetima).

Osim toga, automatizacija vam omogućuje implementaciju energetski učinkovitog algoritma za grijanje nestambenih prostora ili zgrada koje se ne koriste vikendom i praznicima.