Автоматизация котельных установок
Котельная установка является сложным комплексом машин и механизмов, работающих в едином технологическом потоке. В объем котельной установки, кроме основного производства, могут входить несколько цехов: подготовки воды, подготовки и транспортировки топлива, теплоснабжения потребителя сетевой водой для отопления и водой для горячего водоснабжения и др.
В каждом из этих цехов находятся агрегаты и двигатели, многие из которых автоматизированы, блокированы между собой или входят в систему АСУ (автоматическую систему управления).
Основным энергоемким агрегатом, от которого зависит экономичная работа тепловой станции, остается котельный агрегат. Поэтому особое значение придается системе регулирования теплового процесса котельного агрегата.
Котельные установки применяются для выработки заданного количества пара необходимых параметров, предусмотренных различными технологическими процессами (варка, выпаривание, сушка, подогрев).
Основные элементы котельной установки: котел, топочное устройство, питательные и тягодутьевые устройства.
Котельный агрегат - представляет собой сложное теплообменное устройство, в котором происходит передача теплоты от продуктов сгорания топлива воде и пару.
Топочное устройство - служит для сжигания топлива наиболее экономичным способом и превращения химической энергии топлива в теплоту.
Питательные устройства - предназначены для подачи воды в котел. (насосы, инжекторы)
Тягодутьевое устройство - состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку.
Современная котельная установка - сложное технологическое предприятие. Чтобы сделать ее работу безопасной, экономичной и уменьшить численность обслуживающего персонала, котельную необходимо оснастить технологическими измерительными приборами и автоматикой. Объем систем автоматизации котельной установки зависит от типа котлов, а также от наличия в ее составе конкретного вспомогательного оборудования.
Основной задачей автоматизации работы котлов является поддержание температуры воды на выходе из котла заданной диспетчером в зависимости от температуры наружного воздуха, в течение относительно большого промежутка времени (нескольких часов).
Функциональная схема автоматизации паровой котельной установки типа дквр
Автоматизация управления котельным агрегатом наряду с механизацией обеспечивает надежность и экономичность его работы, сводит к минимуму затраты физического труда и повышает культуру эксплуатации оборудования.
Для регулирования тепловых процессов на электростанциях и котельных используются электромеханическая и электронная системы автоматики. Для котлов средней и большой мощности применяется главным образом электронная аппаратура автоматического регулирования.
Сущность всякого регулирования, в том числе и автоматического, заключается в поддержании заданных количественных и качественных показателей производственных процессов.
Регулирование работы котельного агрегата в основном заключается в поддержании заданной нагрузки и качественных показателей работы агрегата. Первое осуществляется путем изменения подачи топлива, воздуха и питательной воды в котельный агрегат; второе является по существу производным от первого.
Паровой котел работает в сложных условиях - при высокой температуре в топке и значительном давлении пара. Поскольку нарушение нормального режима работы котельной установки может вызвать аварию, на каждой из них предусмотрен ряд приборов, подающих команду на прекращение подачи топлива к горелкам котла при повышении давления пара в котле сверх допустимого, понижении уровня воды в котле, понижении или повышении давления в линии подачи топлива к горелкам котла, уменьшении давления воздуха в горелках, погасании или отрыве пламени горелок или запальников.
Для управления оборудованием и контроля его работы котельная оснащена контрольно-измерительными приборами.
Схемой автоматизации котла предусмотрены следующие точки контроля: контроль и сигнализация о давлении газа, идущего от газораспределительного пункта; контроль наличия пламени в топке; контроль разрежения в топке котла; измерение содержания СО2 в отходящих газах для контроля полноты сгорания газа в топке котла; измерение давления питательной воды для поддержания нормального уровня ее в барабане котла; контроль уровня питательной воды в барабане котла и сигнализация при его отклонении от заданного предела; контроль давления пара и сигнализация при его повышении; измерение расхода пара.
Схема регулирования процесса горения состоит из измерителей давления пара, разрежения, расхода пара и газа, регулятора, электрогидравлического исполнительного механизма, дроссельной заслонки. Схема регулирования процессов горения работает следующим образом: изменение давления пара воспринимается прибором, сигнал которого поступает на регулятор. Регулятор через исполнительный механизм воздействует на положение дроссельной заслонки, расположенной на трубопроводе подачи газа в топку котла.
Схема регулирования разрежения, поддерживающая заданное разрежение после котла, состоит из измерителя разрежения, регулятора, электрогидравлического исполнительного механизма и регулирующей заслонки.
Схема измерения температуры пара состоит из платинового термопреобразователя сопротивления и вторичного регистрирующего прибора. Автоматическое регулирование питания котла осуществляется с помощью поплавкового регулятора.