Automatizarea centralelor termice: descriere, dispozitiv și diagramă

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Pentru reglarea și optimizarea funcționării unităților de cazane, au început să fie folosite mijloace tehnice chiar în fazele inițiale de automatizare a industriei și producției. Nivelul actual de dezvoltare în acest domeniu poate crește semnificativ profitabilitatea și fiabilitatea echipamentelor cazanelor, poate asigura siguranța și intelectualizarea muncii personalului de întreținere.

Obiective și scopuri

Sistemele moderne de automatizare a cazanelor sunt capabile să garanteze funcționarea fără probleme și eficientă a echipamentelor fără intervenția directă a operatorului. Funcțiile umane sunt reduse la monitorizarea online a performanței și a parametrilor întregului complex de dispozitive. Automatizarea cazanelor rezolvă următoarele sarcini:

• Pornire și oprire automată a cazanelor.
• Reglarea puterii cazanului (control în cascadă) conform setărilor primare date.
• Controlul pompelor de alimentare, controlul nivelurilorlichid de răcire în circuitele de lucru și de consum.
• Oprire de urgență și activare a dispozitivelor de semnalizare, în cazul în care valorile de funcționare ale sistemului depășesc limitele stabilite.

Obiect de automatizare

Echipamentul cazanului ca obiect de reglementare este un sistem dinamic complex cu mulți parametri de intrare și ieșire interrelaționați. Automatizarea cazanelor este complicată de faptul că viteza proceselor tehnologice în unitățile de abur este foarte mare. Principalele valori ajustabile includ:

• debitul și presiunea lichidului de răcire (apă sau abur);
• descărcare în cuptor;
• nivel rezervor de alimentare;
• În ultimii ani, au fost impuse cerințe sporite de mediu asupra calității amestecului de combustibil preparat și, ca urmare, asupra temperaturii și compoziției produselor de evacuare a fumului.

Niveluri de automatizare

Gradul de automatizare este setat la proiectarea unei centrale termice sau la revizia/înlocuirea echipamentelor. Poate varia de la control manual în funcție de indicațiile instrumentației până la control complet automat în funcție de algoritmi dependenți de vreme. Nivelul de automatizare este determinat în primul rând de scopul, capacitatea și caracteristicile funcționale ale funcționării echipamentului.

Automatizarea modernă a cazanelor presupune o abordare integrată - subsistemele de monitorizare și reglare a proceselor tehnologice individuale sunt combinate într-o singură rețea cu funcționalitățicontrol grup.

Structura generală

Automatizarea cazanelor este construită pe o schemă de control pe două niveluri. Nivelul inferior (de câmp) include dispozitive de automatizare locale bazate pe microcontrolere programabile care implementează protecția tehnică și blocarea, reglarea și modificarea parametrilor, convertoare primare de mărimi fizice. Acestea includ și echipamente concepute pentru a converti, codifica și transmite date de informații.

Nivelul superior poate fi reprezentat ca un terminal grafic încorporat în dulapul de comandă sau ca o stație de lucru a operatorului bazată pe un computer personal. Afișează toate informațiile care provin de la microcontrolerele și senzorii de nivel inferior ai sistemului și introduce comenzi operaționale, ajustări și setări. Pe lângă dispecerarea proceselor, se rezolvă sarcinile de optimizare a modurilor, diagnosticarea stării tehnice, analiza indicatorilor economici, arhivarea și stocarea datelor. Dacă este necesar, informațiile sunt transferate în sistemul general de management al întreprinderii (MRP / ERP) sau localității.

Automatizarea echipamentelor cazanului

Piața modernă este reprezentată pe scară largă atât de instrumente și dispozitive individuale, cât și de truse de automatizare autohtone și străine pentru cazane de abur și apă caldă. Instrumentele de automatizare includ:

• echipament de aprindere și control al flăcării, pornire șicontrolul procesului de ardere a combustibilului în camera de ardere a unității cazanului;
• senzori specializați (manometri de curent și de presiune, senzori de temperatură și presiune, analizoare de gaz etc.);
• actuatori (valve solenoide, relee, servomotor, convertoare de frecvență);
• panouri de control pentru cazane și echipamente generale ale cazanelor (panouri, ecrane tactile);
• dulapuri de comutare, linii de comunicație și sursă de alimentare.

La alegerea mijloacelor tehnice de control și monitorizare, trebuie acordată cea mai mare atenție automatelor de siguranță, care exclude apariția situațiilor de urgență și de urgență.

Subsisteme și funcții

Orice schemă de automatizare a cazanelor include subsisteme de control, reglare și protecție. Reglarea se realizează prin menținerea modului optim de ardere prin setarea vidului în cuptor, a debitului de aer primar și a parametrilor lichidului de răcire (temperatură, presiune, debit). Subsistemul de control transmite datele reale despre funcționarea echipamentului către interfața om-mașină. Dispozitivele de protecție garantează prevenirea situațiilor de urgență în cazul încălcării condițiilor normale de funcționare, furnizarea unui semnal luminos, sonor sau oprirea centralelor cu fixarea cauzei (pe afișaj grafic, diagramă mnemonică, scut).

Protocoale de comunicare

Automatizarea centralelor de cazane pe baza de microcontrolere minimizează utilizarea înschema de comutare a releelor și a liniilor electrice de control. Pentru a conecta nivelurile superioare și inferioare ale sistemului de control automat, pentru a transfera informații între senzori și controlere, pentru a traduce comenzile către actuatoare, se utilizează o rețea industrială cu o interfață specifică și un protocol de transfer de date. Cele mai utilizate standarde sunt Modbus și Profibus. Sunt compatibile cu cea mai mare parte a echipamentelor utilizate pentru automatizarea instalațiilor de încălzire. Ele se disting prin rate ridicate de fiabilitate a transferului de informații, principii de funcționare simple și ușor de înțeles.

Economisirea energiei și efectele sociale ale automatizării

Automatizarea cazanelor elimină complet posibilitatea producerii de accidente cu distrugerea clădirilor capitale, moartea personalului de service. ACS este capabil să asigure funcționarea normală a echipamentelor non-stop, minimizând influența factorului uman.

În lumina creșterii continue a prețurilor la resursele de combustibil, efectul de economisire a energiei al automatizării nu este cel mai puțin important. Economisirea gazelor naturale, ajungând până la 25% pe sezon de încălzire, este asigurată de:

• raport optim „gaz/aer” în amestecul combustibil în toate modurile de funcționare a cazanului, corectare prin nivelul conținutului de oxigen din produsele de ardere;
• abilitatea de a personaliza nu numai cazane, ci și arzătoare pe gaz;
• reglând nu numai temperatura și presiunea lichidului de răcire la intrarea și ieșirea din cazane, ci și luarea în considerare a parametrilor de mediu(tehnologie compensată în funcție de vreme).

În plus, automatizarea vă permite să implementați un algoritm eficient din punct de vedere energetic pentru încălzirea spațiilor nerezidențiale sau a clădirilor care nu sunt folosite în weekend și sărbători.