Питання для самоконтролю

1. Для чого призначені теплогенератори?

2. Що являють собою теплогенератори?

3. З яких основних частин складається теплогенератор?

4. За допомогою технологічної схеми поясніть роботу тепло­генера­тора.

5. Поясніть роботу принципової електричної схеми тепло­гене­ратора.

6. Які засоби автоматизації використовуються в схемі керування теплогенератором?

ТЕСТИ

1. Для чого використовується електромагнітний вентиль в теплогенераторі?

1. Для закриття паливопроводу.

2. Для відкриття паливо­проводу.

3. Для відкриття і закриття паливопроводу.

2. Для чого використовується електроіскрові електроди в теплогенераторі?

1. Для запалення полум’я в топці.

2. Для підвищення напруги.

3. Для створення іскри.

3. Для чого використовується фоторезистор в теплогенера­торі?

1. Для контролю освітленості.

2. Для контролю температури.

3. Для контролю наявності полум’я.

4. За допомогою чого запалюється повітряно-паливна суміш в теплогенераторі?

1. Іскри, що виникає між фазами.

2. Іскри, що виникає між фазою і корпусом теплогенератора.

3. Електроіскри, що виникає на електродах запалювання від підвищувального трансформатора.

5. За допомогою чого контролюють наявність факелу в теплогенераторі?

1. Двох фоторезисторів, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус.

2. Двох терморезисторів, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус.

3. Двох резисторів, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус.

6. В яких режимах передбачається робота теплогенератора.

1. Опалення автоматичне, вентиляція ручна.

2. Опалення автоматичне, опалення ручне, вентиляція ручна.

3. Опалення автоматичне, опалення ручне.

7. З яких блоків складається система автоматичного керування теплогенератором?

1. З напівпровідникового терморегулятора типу ПТР-2, про­грам­ного блока, блока запалювання, блока контролю нагрівання і датчика аварійного перегрівання.

2. З напівпровідникового терморегулятора типу ПТР-2, про­грамного блока, блока запалювання, блока слідкування за наявністю факелу в камері згоряння, блока сигналізації.

3. З напівпровідникового терморегулятора типу ПТР-2, про­грамного блока, блока запалювання, блока контролю нагрівання і датчика аварійного перегрівання, блока слідкування за наявністю факелу в камері згоряння, блока сигналізації.

8. Який пристрій теплогенератора використовується для виміру і регулювання температури в приміщені?

1. Датчик температури та напівпровідниковий терморегулятор типу ПТР-2.

2. Датчик температури.

3. Напівпровідниковий терморегулятор.

9. Коли відбувається автоматичний запуск теплогенера­тора?

1. При підвищені температури в приміщені.

2. При знижені температури в приміщені.

3. При знижені температури в зовні приміщення.

10. Для чого відбувається продувка камери згоряння тепло­генератора перед запуском?

1. Для видалення гарячого повітря.

2. Для видалення залишків парів палива в топці.

3. Для видалення холодного повітря.

11. Яка тривалість продувки камери згоряння теплогенера­тора перед запуском?

1. 1 хвилина

2. 40 –50 секунд

3. 20 – 25 секунд

7.3. АВТОМАТИЗАЦІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ УСТАНОВОК ДЛЯ ПІДІГРІВУ ВОДИ І ПОВІТРЯ Й ОДЕРЖАННЯ ПАРИ

7.3.1. Автоматизація котлоагрегатів

Технологічна необхідність автоматизації котлоагрегатів. Теплова енергія в загальному споживанні енергії сільським госпо­дарством складає від 60 до 80% залежно від кліматичних районів нашої країни. Вона витрачається на опалення житлових, виробничих і тваринницьких приміщень, готування їжі і корму, підігріву води й отримання пари, підігріву ґрунту і повітря в спорудженнях захищеного ґрунту та ін. Теплопостачання сільського господарства здійснюється, в основному, від вогневих котлів і окремих котлів низького тиску, теплогенераторів і електронагрівальних установок. Вогневі котли і теплогенератори в сільському господарстві використовуються дуже широко, незважаючи на їхню значну металоємність і підвищену собівартість теплової енергії, великі втрати теплоти при її передачі від котелень до споживачів і високу пожежонебезпеку, високе забруд­нення відходами і труднощі з автоматизацією. Повсюдний перехід на теплопостачання від електроустановок в істотній мірі усуває зазначені недоліки, але стримується дефіцитом електричної енергії і малою пропускною здатністю сільських розподільних електромереж. Автоматизація вогневих котлів і теплогенераторів істотно полегшує працю операторів і частково їх скорочує, підвищує надійність і оперативність роботи устаткування і знижує собівартість одержуваної теплоти, зменшує на 10% витрату палива. Є ряд споживачів теплоти, що одержують теплопостачання тільки від електричної енергії, наприклад, інкубаторії, електрозварювальні установки, установки локального обігріву молодняку птахів і тварин, електрокалорифери та електроплити.

У сільському господарстві використовується ряд вогневих парових котлів типу КМ, КВ-300М, Д-721Л, ДКВР, МЗК і інші паропродуктивністю від 200 до 4000 кг/год, тиском від 0,1 до 1,3 МПа, температурою від 110 до 190 °С. У котельнях тепличних комбінатів установлюють пароводяні котли типу АВ-2, АПВ-2, ПТВМ-30М, КВ-ГМ, ДКВР, ДЕ й інші. Ці котли у водонагрівному режимі підігрівають воду до температури від 70 до 95 °С для обігріву теплиць, а в паровому режимі виробляють пар тиском 0,2 МПа температурою 130°С для пропарювання ґрунту і власних потреб.

Системи автоматичного керування котловими установками можна розділити на наступні: пневматичну типу ПМА й електричну типу АГОК-66 для опалювальних і водогрійних котлів, обладнаних пальниками середнього і низького тиску без примусової подачі повітря; пневматичну типу АГК-2П і електричні типи АМК і АМКО для парових і водогрійних котлів, що працюють на газі і рідкому паливі; електронно-гідравлічного типу “Кристал” для опалювальних котлів малої і середньої потужності й електронну типу “Курс-101”, призначену для тепличних пароводогрійних котлів, що працюють на газоподібному чи рідкому паливі. Ці системи виконують наступні основні операції:

• автоматичне регулювання теплового навантаження з метою забезпечення заданої температури в приміщенні і необхідній кількості гарячої води і пари;

• автоматичне керування рівнем води в котлі;

• дистанційне керування котлом (пуск, регулювання тепло- і паропродуктивності й зупинку котлів);

• технологічний захист, що запобігає аварії;

• технологічне блокування, що виключає виконання неправиль­них операцій при експлуатації;

• технологічну сигналізацію, що сповіщає персонал про хід виконання технологічних процесів;

• автоматичний контроль технологічних параметрів роботи котлів.

Незважаючи на низьку вартість і простоту експлуатації пневматичних систем автоматизації котлів, вони витісняються електричними системами, що забезпечують велику гнучкість і точність керування, високу чутливість і можливість передачі інформації на відстань.

Найбільшою можливістю автоматизації всіх технологічних опе­ра­цій котлоагрегату володіють “Кристал” і “Курс-101”.

Система “Кристал” побудована по агрегатному принципі, що дозволяє просто і зручно забезпечувати задану систему керування різними параметрами з невеликого числа елементів апаратури. Функціональна схема системи “Кристал” наведена на рисунку 7.3. Вона забезпечує автоматичне керування тиском пари і рівнем води в барабані 8 котла, розрідженням у топці 6, витратою повітря і розпалюванням котла за допомогою запальника 3, дистанційне керування електроприводами димоходу 14 і насоса 11 води, дистанцій­ний контроль тиску повітря за вентиляторами, розрядження в топці і температури димових газів. Світлова сигналізація включається при підвищенні чи зниженні рівня води в барабані котла, зниженні тиску повітря і розрідження в топці, підвищенні тиску пари і при аварійному відключенні котла.

Система складається з регулятора 7 тиску пари в барабані 8 котла, регулятора 2 співвідношення газу і повітря, регулятора 13 розрідження в топці, регулятора 9 рівня води з відповідними датчиками і контрольно-вимірювальними приладами 12 температури. Регулятори 2, 7 і 13 оптимізують процес горіння. Тиск пари характе­ризує відповідність між виробленням і споживанням пари. Якщо рівність між ними порушується, то змінюється тиск пари. Наприклад, при збільшенні споживання пари тиск падає і регулятор 7 видає імпульс регулювальному органу 4 на збільшення подачі палива.

Для повного згоряння палива в пальнику 5 необхідна визначена кількість повітря, надлишок повітря підвищує винос теплоти з димо­вими газами, а недостача приводить до неповного згоряння палива. Отже, для забезпечення максимального КПД котлової установки необхідний регулятор 2, що підтримує задане співвідношення паливо-повітря. Регулятор 2 по сигналу від датчиків витрати палива і подачі повітря керує продуктивністю вентилятора 1.

Рис. 7.3. Функціональна схема системи автоматизації котла “Кристал”

Для повного видалення димових газів використовується димо­сос 14, що за допомогою регулятора 13 забезпечує задане розрідження газів у верхній частині топки.

При надлишковому розрідженні збільшується винос теплоти через димосос, при недостатньому – димові гази прориваються усередину приміщення котельні.

Рівень води в барабані котла підтримується постійним за допомогою регулятора 9, що одержує сигнали про зміну рівня від манометра. При відхиленні рівня від заданого значення регулятор 9 впливає на регулювальний клапан 10.

В аварійному режимі котла зупиняють, припиняючи подачу палива за допомогою клапана УА2, якщо відбулося одне з наступних порушень: понизився чи підвищився тиск у системах подачі палива чи повітря, понизилось розрідження в топці, підвищився тиск пари, понизився чи підвищився рівень води в барабані, згасло полум’я в топці. Для цього котел обладнують відповідними датчиками безпеки: тиску газо- чи рідиноподібного палива SРт, повітря SРв, розрідження газів у топці SPг, тиску пари SPп, верхнього SLв і нижнього SLн рівнів води в барабані котла, наявності полум’я ЗЗУ (рис. 7.4).

При подачі на схему напруги спрацьовує тільки реле KV5 через замкнутий контакт датчика SPп, інші реле сигналізації відключені. Перемикаючи перемикач SA1 в нормальне передпускове положення “Н” включають реле блокування KB і реле витримки часу КТ2, яке виключає помилкове спрацьовування реле захисту KV1...KV6 через спрацьовування датчиків внаслідок коливань контрольованих пара­метрів в період підготовки котла до пуску. Потім оператор кнопко­вими постами включає живильний насос, що заповнює барабан водою, димосос, вентилятор, продувку паливопроводів (на рисунку ці елементи не показані). В міру досягнення зазначеними параметрами заданих значень спрацьовують датчики SL_в, SL_н, SPг, SPп і включають відповідно реле KV6, KV3 і KV2. Для розпалювання топки від запальників перемикач SA1 переводять у положення П – “Пуск”, при якому спрацьовують реле витримки часу КТ1 по колу (зі схеми керування димососом), KV2.1, KV3.1 і KV6:1 електромагніт YA1 клапана палива на запальнику і електроіскровий запальник 3. Одночасно відключаються реле KB і КТ2, але реле KB знову включається замикаючими контактами КТ1:3.

Далі перемикач SA1 переводять у положення В – “Включено” і вручну повністю відкривають електромагніт YA2 відсічні клапани (рис. 7.3) на паливопроводі. При цьому замикаються контакти SQ (рис. 7.4). Одночасно спрацьовує реле КТ2, що з витримкою часу знімає напругу з пускового електромагніта YA1, і останній закри­вається. На цьому пуск закінчується.

Рис. 7.4. Принципова електрична схема керування системою “Кристал”

Для нормальної зупинки переводять перемикач SA1 у поло­ження О – “Відключено”. Аварійна зупинка відбувається при спрацьо­вуванні відповідних захистів. Наприклад, при зниженні тиску повітря за дуттьовим вентилятором розмикаються контакти SРв датчика тиску, і реле KV2 відключається.

Регулятори в системі “Кристал” виконані за функціонально-структурною схемою (рис. 7.5). Регулятор складається з датчика Д, задатчика Зд, електронного підсилювача ЕП, електрогідравлічного реле ЕГР, пневматичного пристрою зворотного зв’язку ПЗЗ і гідравліч­ного виконавчого механізму ГВМ. Регулятор дозволяє керувати параметрами по П-, І-, ПІ-законам регулювання. Підсилювач ЕП сприймає сигнал розбалансу датчиків і задатчика. Сигнал розбалансу після посилення надходить на електрогідравлічному реле ЕГР, що керує електрогідравлічним виконавчим механізмом ГВМ.

Рисунок 7.5. Функціонально-структурна схема