АНАЛИЗ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ НА ПРИМЕРЕ КОТЛОАГРЕГАТА

В статье основное внимание направлено на анализ результатов контрольно-измерительных приборов и автоматизации на примере наладочных работ котлов типа «WOLF GKS DUNATHERM 5000». Приводятся различные примеры автоматизированного управления процессами, выработки энергии с применением промышленного блока удаленной диспетчеризации. Затрагиваются некоторые аспекты важности правильной технической эксплуатации котельной установки.

АНАЛИЗ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ НА ПРИМЕРЕ КОТЛОАГРЕГАТА

УДК 621.311.22:681.5

ГРНТИ 55.36.81

Джамалуева Анна Амаровна

ассистент

Грозненский Государственный Нефтяной Технический Университет

им. акад. М.Д. Миллионщикова,

кафедра «Теплотехника и гидравлика»

г.Грозный, Россия

E-mail: chernaya88_88@mail.ru

АННОТАЦИЯ:

В статье основное внимание направлено на анализ результатов контрольно-измерительных приборов и автоматизации на примере наладочных работ котлов типа «WOLF GKS DUNATHERM 5000». Приводятся различные примеры автоматизированного управления процессами, выработки энергии с применением промышленного блока удаленной диспетчеризации. Затрагиваются некоторые аспекты важности правильной технической эксплуатации котельной установки.

Ключевые слова: котельная установка, автоматика, КИП, регулирование, горелка, предохранитель, регулятор

Автоматизация теплоэнергетического оборудования осуществляется с помощью средств (системы управления), выполняющих следующие функции: автоматического контроля(измерения) текущих значений параметров технологического процесса; технологической сигнализации о состоянии основного и вспомогательного оборудования: автоматической защиты основного и вспомогательного оборудования от возможных повреждений в процессе эксплуатации; дистанционного управления машинами и механизмами на расстоянии; автоматического непрерывного регулирования технологических процессов и управления основными и вспомогательными механизмами; автоматического дискретного управления включением или отключением регуляторов, машин, механизмов и установок в заданной последовательности. Перечисленные функции выполняются подсистемами управления [1].

Ниже на рисунке 1 приведена принципиальная схема электроснабжения для обеспечения автоматизацией теплоэнергетических установок.

Рис.1. Принципиальная схема электроснабжения.

В данной статье проведен анализ результатов КИП и А на примере наладочных работ котлов типа «WOLF GKS DUNATHERM 5000» оснащённых горелками IBS IBSM 700 MG, работающих на природном газе, в условиях ООО фирмы «ТЕПЛОСТРОЙПРОЕКТ-С», расположенной в Чеченской республике. Для проведения данного анализа были использованы следующие приборы:

Таблица 1. Наименование используемых приборов.

п/п

Наименование шт.
Анализатор дымовых газов TESTO 330/2LL 1
Манометр образцовый ВПИ 25 кгс/см2 1
Вакуумметр образцовый ВПИ – 1 кгс/см2 1
Магазин сопротивления Р 4831 1
Измеритель давления цифровой ИДЦ-1М 0 ÷ 160 кПа 1
Набор термометров лабораторных

от -30 ÷ + 2000С, к-т

1

Наладочные работы проведены в соответствии с методикой проведения пусконаладочных работ по системам автоматизации теплотехнического оборудования[3].

Системы регулирования, безопасности и сигнализации работают в соответствии с требованиями Ростехнадзора по проведению наладочных работ на теплотехническом оборудовании.

Оргтехмероприятия по повышению надежности работы приборов в эксплуатационных условиях состоит в периодическом наружном и внутреннем осмотре шкафа управления, датчиков давления, исполнительных механизмов, своевременном устранении замеченных неисправностей.

Для котлов данной модели производитель предусматривает блок для удалённой диспетчеризации(БУ 1.1). Который изображен на рисунке 2.


Рис.2. Блок для удаленной диспетчеризации БУ 1.1.

  1. «Клапан вкл.» (рабочее состояние топлива) сигнал непрерывный;
  2. «Авария» (при аварийной ситуации) сигнал мигающий;
  3. «Внешнее откл.» (при внешнем отключении) сигнал непрерывный;
  4. Логический контроллер;
  5. «Блок. сет. насоса» (при блокировании сетевого насоса) сигнал непрерывный;
  6. «Сеть» (выключатель электропитания 24 В)
  7. «Клапан» (переключатель режима топлива: ручной-автоматический);
  8. «GSM» (выключатель электропитания модема);
  9. «Сброс» (кнопка сброса аварийной ситуации);
  10. «пр. 1» (предохранитель.

Данный блок предназначен для сбора и управления котельной установкой. Оснащён встроенным GSM-модемом, который позволяет выполнять передачу информации о состоянии котлоагрегата, а так же управление им удаленным оператором. Удалённое управление осуществляется путем передачи команд в виде SMS-сообщений (на русском языке).

БУ 1.1 обеспечивает световую и звуковую сигнализацию, по следующим параметрам:

-аварийное отключение котла;

-превышение содержания метана и оксида углерода в здании котельной;

-неисправность в помещении котельной;

-несанкционированное проникновение;

-аварийное давление воды в системе теплоснабжения;

-аварийное давление топлива;

-отсутствует напряжение питания.

Кроме того, блок БУ 1.1 по сигналу от датчиков загазованности, обеспечивает автоматическое включение системы аварийной вентиляции. Данный блок устанавливается внутри помещения котельной [4].

Проверка исправности автоматики безопасности водогрейного котла проводится не реже 1 раз в месяц, согласно графика. Результат проверки записывают в журнал проверки автоматики безопасности. Проверка автоматики безопасности проводится на работающем котле.

Автоматика котла «WOLF GKS DUNATHERM 5000» обеспечивает автоматическое аварийное отключение горелки котла и световую сигнализацию с запоминанием первопричины аварии по следующим параметрам:

Аварии горелки:

— Повышение давления газа перед горелкой 45 кПа;

— Понижение давления газа перед котлом 20 кПа;

— Понижение давления воздуха перед горелкой 0,5 mbar;

— Погасание пламени;

— Не исправность цепей защиты исчезновение напряжения;

Аварии котла:

— Повышение давления воды за котлом выше допустимого — 4,2 кгс/см2;

— Понижение давления воды за котлом ниже допустимого – 1,5 кгс/см2;

— Повышение температуры на выходе из котла – 105 °С.

При повышении давления газа перед горелкой на работающем котле, при большом горении, снимается защитное стекло с датчика-реле максимального давления газа и поворачивая за датчик постепенно уменьшается значение давления газа до остановки котла. После остановки котла, на мнемосхеме горелки загорится красный индикатор «авария горелки». В щите сигнализаций (ЩС) сработает непрерывный звуковой сигнал и загорается световой индикатор «Авария котла». После возвращения датчика в исходное положение 450 mbar, на пульте управления горелки нажимается красная кнопка с символом пламени «Сброс аварии горелки». В следствии чего, котел автоматически пускается в работу.

В случае понижения давления газа перед котлом, на работающем котле медленно закрыть газ на котел краном перед горелкой, контролируя давление газа по манометру;

При падении давления газа ниже 20 кПа котел остановится. После открытия газового крана перед котлом, он автоматически пускается в работу.

Как показали проведенные испытания, при понижении давления воздуха перед горелкой, на работающем котле в режиме большого горения, необходимо снять защитное стекло с датчика-реле минимального давления воздуха и поворачивая задатчик постепенно увеличивать значение перепада воздуха, до остановки котла, а горелку перевести принудительно на минимальный режим работы. В следствии таких действий, котел остановится, а на мнемосхеме горелки загорится красный индикатор «авария горелки». В щите сигнализаций (ЩС) сработает непрерывный звуковой сигнал и загорится световой индикатор «Авария котла». После возвращения задатчика в исходное положение 0,5 mBar, На пульте управления горелкой нажать красную кнопку с символом пламени «Сброс аварии горелки». Опять таки, котел автоматически пустится в работу.

При проведении данного анализа, наблюдением явилась ситуация с погасанием пламени. Были применены следующие действия: на работающем котле разомкнули контакты контрольного электрода; следовательно котел остановился, а на мнемосхеме горелки загорелся красный индикатор «авария горелки». В щите сигнализаций (ЩС) сработает непрерывный звуковой сигнал и загорится световой индикатор «Авария котла»; далее как предусматривает инструкция эксплуатации производителя необходимо сомкнуть контакты контрольного электрода; а на пульте управления горелкой нажать красную кнопку с символом пламени «Сброс аварии горелки». Котел автоматически пустится в работу.

При имитации исчезновения напряжения цепей защиты, котёл также останавливает свою работу.

Следующем этапом при проведении анализа контрольно-измерительных приборов и автоматики, на работающем котле задатчиком реле давления воды «max, stop» устанавливается значение давления меньше текущего давления воды за котлом на 1 кгс/см². В следствии чего, котел остановится, на щите сигнализации (ЩС) и щите котла (ЩК) сработают непрерывный звуковой сигнал и загорится световой индикатор «Авария котла» и «Р воды высоко» соответственно. После возвращения задатчика реле-давления воды в исходное положение 4,2 bar на щите ЩК нажимаем кнопку «сброс аварии» (если нужно сбросить звуковой сигнал нажать кнопку «сброс звука»). Котел автоматически в исправном режиме пускается в работу.

При повышение температуры воды, на выходе из котла на работающем котле, ограничивая расход воды через котел, переводим горелку в ручной режим, устанавливая мощность 20%. Как показал опыт, необходимо дождаться пока температура воды на выходе из котла поднимется до температуры 105°С. Далее котел остановится, а на щите сигнализации (ЩС) сработает непрерывный звуковой сигнал и загорится световой индикатор «Авария котла». На ЩК сработает звуковой сигнал и световая индикация (красного цвета) «Высокая температура». Открывая циркуляцию воды через котел, переводим горелку в автоматический режим работы. Наблюдаем, как на щите ЩК нажимая кнопку «сброс аварии» (если нужно сбросить звуковой сигнал нажать кнопку «сброс звука»), котел автоматически пустится в работу. Во время проведения данного анализа были собраны следующие данные и сведены в таблицу параметров:

Таблица 2. Параметры настройки.

п/п

Наименование

параметра

Тип

датчика

Ед.

Изм.

Величина уставки Время срабатывания

(сек.)

Защита Сигнал
1 Температура воды на выходе из котла высоко Термостат °С 95 Мгновенно
2 Давление воздуха на горелке низко DG6B-3 mbar 0.5 Мгновенно
3 Давление газа перед котлом низко DG6B-3 mbar 200 Мгновенно
4 Давление газа перед котлом высоко DG6B-3 mbar 450 Мгновенно
5 Давление воды за котлом низко ПД100 кгс/см2 1,5 Мгновенно
6 Давление воды за котлом высоко ПД100 кгс/см2 4,2 Мгновенно
7 Контроль пламени электрод Отсутствие пламени Мгновенно
8 Отсутствие напряжения 380В Отсутствие электроэнергии Мгновенно

Данные параметры свидетельствуют о состоянии оборудования автоматики безопасности и контроля. Датчики автоматики безопасности настроены в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» и «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок» [2].

При автоматическом розжиге горелок котла сперва необходимо подать питание на ЩК. Включить котловой щит (переключатель «Main switch» перевести в положение 1 «On»). На котловом щите после подачи питания нажать кнопку «Сброс Аварии». Подать напряжение на горелку, установив переключатель «ГОРЕЛКА» на котловом щите в положение «ВКЛ». Открыть газовый кран перед горелкой. Через минуту закрыть свечу.

Переключатель режимов работы горелки на панели управления горелкой установить в положение « ON». При этом на горелку подается напряжение. На мнемосхеме горелки загорится лампа «Stand by» (Горелка готова). Ведется контроль минимального давления газа перед котлом, если давление в норме, на мнемосхеме горелки загорится лампа «PGMIN». Включается двигатель вентилятора, открывается направляющий аппарат вентилятора на 100%. Одновременно с вентиляцией начнется проверка герметичности посадки блока клапанов (Проверка включает два теста на герметичность: Тест 1- на3 секунды открывается клапан EV2 , в течении 15 секунд ведется контроль на отсутствия давления в камере между клапанами EV1 и EV2. Тест 2 – если Тест 1 пройден открывается на 3 секунды клапан EV1 , в течении 15 секунд ведется контроль падения давления в камере между клапанами EV1 и EV2) . Вентиляция топки котла проходит в течении 30 секунд, направляющий аппарат вентилятора закрывается, включается блок искрового розжига, открываются контрольный и рабочий клапан на газопроводе к котлу (EV1 и EV2). При появлении пламени на мнемосхеме горелки загорается световая индикация наличия пламени .

Если контроль герметичности блока клапанов не пройден на мнемосхеме горелки загорится индикатор, для его сброса необходимо нажать кнопку «Reset» на пульте управления горелкой.

После розжига котла на панели управления горелкой включается индикатор рабочего режима, горелка переходит в модуляционный режим регулирования мощности согласно командам регулятора RW40 (Изменение задания регулятора производится кратковременным нажатием кнопки PRG на регуляторе , затем стрелками в верх и вниз устанавливается необходимое значение задания. Для записи изменений нажать кнопку PRG повторно). Для перевода регулятора в ручной режим необходимо нажать и удерживать кнопку «Exit» пока не подсветится красным индикатор с изображением руки, затем кнопками в верх и вниз добавить и уменьшить режим горения.

В случае отклонения технологических параметров за установленные нормы происходит автоматическое аварийное отключение горелки и включается световая сигнализация с запоминанием первопричины срабатывания на щите котла (если произошли аварии кола ), или мнемосхеме горелки (если произошли аварии горелки).

Для съема звуковой сигнализации на котловом щите необходимо нажать кнопку «Сброс звука», а для сброса аварии кнопку «Сброс аварии». Для сброса аварии горелки на пульте управления горелкой нажать красную кнопку «Reset» с символом пламени.

В заключении проведенного анализа, хочется отметить, для надежной работы приборов КИП и А необходимо соблюдать правила технической эксплуатации. Своевременно проводить осмотры приборов КИП и А, средств автоматизации, проводить текущие и плановые ремонты, иметь квалифицированный обслуживающий персонал [5].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Черная А.А., Хакимов З.Л. Автоматизированная система управления технологическими процессами котлоагрегата// Материалы I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Миллионщиков-2018». –2018. – 506 с.
  2. Шевченко Г.Л., Перерва В.Я., Форись С.Н., Адаменко Д.С. Автоматизация котельных установок // Учебное пособие. Днепропетровск. — 2011. — 64 с.
  3. Инструкция по монтажу, эксплуатации и техническому обслуживанию стального отопительного котла «WOLF GKS DUNATHERM 5000».
  4. Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением, утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 Марта 2014 г. №116.
  5. СНиП II-34-74. Правила производства и приемки работ. Системы автоматизации. – 82 с.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *