Котловая и горелочная автоматика: устройство, задачи и функции
Что такое котловая и горелочная автоматика, как она работает и какие задачи выполняет. Как выбрать подходящую автоматику с учетом совместимости устройств. Преимущества горелок производства завода «Старорусприбор».
Что такое котловая и горелочная автоматика
Ни одна котельная не обходится без системы автоматизации. Рассказываем о том, какой бывает котловая и горелочная автоматика, какие задачи и функции выполняет.
Котловая автоматика: задачи и функции
Котловая автоматика — это комплекс устройств, обеспечивающих нормальную работу котла, отвечающих в первую очередь за безопасное и эффективное его функционирование.
Основным элементом любой системы автоматики является блок управления. Он может иметь различную конструкцию и схемные решения, может быть собран на различной элементной базе, но при этом должен иметь строго определенные алгоритмы управления, отвечающие современным требованиям в области промышленной безопасности и энергоэффективности.
Кроме блока управления, в комплект автоматики входят:
- датчики, выполняющие контроль безопасности параметров котла;
- датчики и регуляторы, отвечающие за поддержание заданных параметров (последние при этом могут быть встроенными и в сам блок управления);
- исполнительные механизмы — устройства, преобразующие входной сигнал от блока управления или регулятора в перемещение регулирующего органа. К таким устройствам относятся отсечная и регулирующая арматура (клапаны, задвижки, заслонки), дутьевые вентиляторы и дымососы, циркуляционные и подпиточные насосы, трансформаторы розжига.
Строгой классификации котловой автоматики не существует. Но все же принято разделять ее по некоторым основным критериям и классификационным признакам:
- По типам теплоносителя — для паровых и водогрейных котлов. Первые в основном используются в технологических процессах на производстве, вторые — для отопления и горячего водоснабжения зданий. В составах автоматики для этих котлов обычно присутствуют разные блоки управления, наборы датчиков и исполнительных механизмов.
- По видам топлива — котлы могут работать на газе, жидком или твердом топливе. Для управления различными горелочными устройствами используются разные типы автоматики. Самыми распространенными являются газовые и жидкотопливные котлы, поэтому мы будем говорить прежде всего о них.
- По количеству горелок – котлы могут быть одногорелочными, двухгорелочными или иметь еще большее количество установленных горелок. Для управления различным количеством горелочных устройств также используются разные типы автоматики.
- По принципу удаления продуктов сгорания — для котлов, работающих под наддувом и под разрежением, также могут применяться разные комплекты автоматики.
Функции котловой автоматики
Функции котловой автоматики зависят от требуемой степени автоматизации, способа регулирования производительности и других параметров работы котла. Среди основных функций можно выделить следующие:
- автоматический или полуавтоматический пуск и остановка котла;
- автоматическая проверка герметичности затворов предохранительных запорных газовых клапанов;
- предварительную и послеостановочную вентиляцию топки котла;
- автоматическое плавное или позиционное регулирование мощности котла;
- автоматическое регулирование соотношения топливо/воздух;
- автоматическое поддержание заданного значения разрежения в топке котла;
- автоматическую защиту теплоагрегата при возникновении непредвиденных ситуаций.
Выше мы ознакомились с общим функционалом котловой автоматики, не включая в контекст основной элемент любого котла, устройство, непосредственно превращающее энергию топлива в тепловую энергию — горелку. В рамках данной статьи нас интересует в первую очередь степень автоматизации горелочного устройства и взаимодействие его с котловой автоматикой. На примере блочной автоматизированной горелки ГБЛ рассмотрим назначение, состав и функции горелочной автоматики.
Горелочная автоматика: назначение, состав, функции
Горелочная автоматика — это комплекс элементов, обеспечивающих автоматический пуск, регулирование и контроль безопасности горелки. Основной элемент горелочной автоматики — менеджер горения с функциями контроля, измерения и регулирования параметров, нужных при работе горелки.
Устройство газовой горелки ГБЛ с обозначением всех рабочих узлов отображено на схеме ниже:
Менеджер горения обеспечивает полностью автоматическую работу горелки — следовательно, не требуется, чтобы рядом постоянно присутствовал персонал. Это узел состоит из набора модулей, которые встраиваются в блок, размещаемый на горелке или в отдельный выносной шкаф.
Функции горелочной автоматики
Горелочная автоматика на базе менеджера горения выполняет следующие основные функции:
- автоматический пуск горелки;
- автоматическая проверка герметичности затворов предохранительных запорных газовых клапанов перед запуском;
- предварительная и послеостановочная вентиляция котловой топки;
- плавное регулировка тепловой мощности от внешнего регулятора (по дискретным сигналам);
- плавное регулировка тепловой мощности от внешнего регулятора (с использованием интерфейса связи);
- ручное регулирование тепловой мощности (по дискретным сигналам);
- поддержание соотношения топливо/воздух во всем диапазоне регулирования тепловой мощности по заданному графику при помощи независимых приводов на воздушной и газовой заслонках;
- включение/выключение горелки с верхнего уровня (по дискретным сигналам);
- включение/выключение горелки с верхнего уровня (с использованием интерфейса связи);
- защитное отключение горелки во время пуска/работы при возникновении аварийных ситуаций с подачей аварийного сигнала;
- совместная работа 2 горелок (для 2 горелочных котлов);
- взаимодействие с внешними системами по протоколу Modbus RTU через интерфейс RS-485.
Отличительной особенностью горелочной автоматики на базе менеджера горения горелок ГБЛ производства завода «Старорусприбор» является то, что кроме горелочных функций, она выполняет также ряд котловых:
- плавное модулированное регулирование тепловой мощности котла встроенным регулятором производительности по сигналу от датчика температуры теплоносителя или давления пара. Соответствующий датчик поставляется в комплекте с горелкой;
- автоматическая регулировка разрежения в топке котла встроенным регулятором разрежения по сигналу от датчика разрежения в топке. Регулирование производится подачей сигнала управления на электропривод шибера дымососа или частотный преобразователь. Датчик разрежения с токовым выходом поставляется в комплекте с горелкой;
- контроль давления в топке котла. Датчик поставляется в комплекте с горелкой;
- контроль давления теплоносителя. Датчик поставляется в комплекте;
- перевод котла в режим «горячего резерва»;
- включение/выключение горелки (котла) от общекотельной автоматики (по дискретным сигналам);
- включение/выключение горелки (котла) от общекотельной автоматики (с использованием интерфейса связи).
Наличие котловых функций и комплектной поставки соответствующих котловых датчиков в составе горелочной автоматики на базе менеджера горения производства завода «Старорусприбор» позволяет существенно упростить и ускорить монтаж и запуск котельного оборудования. С другой стороны, когда наличие котловых функций у горелочной автоматики не требуется — в случаях, когда котел уже снабжен котловой автоматикой или котловая автоматика проектируется заинтересованной в этом организацией — менеджер горения безо всяких проблем взаимодействует с верхним уровнем посредством дискретных сигналов или интерфейса связи.
Интеграция автоматики с АИИС
Процесс интеграции автоматики управления горением и других систем автоматизации котельных различных уровней с автоматизированными информационно-измерительными системами (АИИС) является неотъемлемой частью совершенствования принципов обеспечения высокого уровня энергоэффективности и безопасности энергогенерирующих объектов и инфраструктуры в целом.
В рамках этого процесса специалисты компании успешно провели работы по обеспечению взаимодействия автоматики на базе менеджера горения с АИИС Элдис.
Интеграция менеджера горения с АИИС позволяет дистанционно контролировать работу горелки и котла в целом, отслеживать правильность функционирования теплоагрегата, анализировать и оценивать эффективность его работы, вести учет энергоресурсов.
Интеграция с АИИС позволяет обеспечить работу котельной без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Появляется более совершенный инструмент, позволяющий при соблюдении определенных норм и наличии небольшой, но квалифицированной аварийно-диспетчерской службы отказаться от непрерывного нахождения оперативного персонала в котельной.
Уникальное преимущество горелок и автоматики «Старорусприбор»
В связи с усложнившейся ситуацией с возможностью своевременного и беспрепятственного приобретения импортного котельного оборудования, а также запасных частей для оперативного его ремонта стал более остро ощущаться вопрос необходимости интенсификации процесса импортозамещения и в этой области промышленности. Не так много предприятий в России могут похвастаться достаточным объемом локализации производства и независимостью от иностранных комплектующих для того, чтобы не испытывать опасения за свое собственное производство.
Практически все отечественные производители горелочного оборудования используют в составе своих изделий контроллеры, датчики, исполнительные механизмы небезызвестного немецкого конгломерата, доставка которых в нынешних условиях проблематична.
С учетом сложившейся ситуации потребители заинтересованы в приобретении оборудования, полностью состоящего из отечественных компонентов. Такие горелки выпускает завод «Старорусприбор». На сегодняшний день это единственный российский производитель, который, имея довольно широкий мощностной ряд своих изделий, создает горелки полностью из комплектующих собственного и отечественного производства.
Главный плюс горелок «Старорусприбор» — менеджеры горения собственной разработки и собственного производства, что позволяет быстро реагировать на турбулентности санкционно зависимого российского рынка, гарантировать потребителю своевременное обеспечение оборудованием и запчастями, исключив длительные простои, в долгосрочном периоде обеспечивая технологический суверенитет.