Automatisierung von Kesselhäusern und Wärmeversorgung

Allgemeine Struktur

Die Automatisierung von Kesselhäusern ist nach einem zweistufigen Steuerungsschema aufgebaut. Die untere (Feld-)Ebene umfasst lokale Automatisierungsgeräte auf der Basis programmierbarer Mikrocontroller, die technischen Schutz und Blockierung, Einstellung und Änderung von Parametern, primäre Wandler physikalischer Größen implementieren. Dazu gehören auch Geräte zum Konvertieren, Kodieren und Übertragen von Informationsdaten.

Die obere Ebene kann in Form eines im Schaltschrank eingebauten grafischen Terminals oder eines auf einem Personal Computer basierenden Bedienarbeitsplatzes dargestellt werden. Es zeigt alle Informationen an, die von den untergeordneten Mikrocontrollern und Sensoren des Systems kommen, und gibt Betriebsbefehle, Anpassungen und Einstellungen ein. Neben der Prozessdisposition werden die Aufgaben der Optimierung der Modi, der Diagnose des technischen Zustands, der Analyse wirtschaftlicher Kennzahlen, der Archivierung und Speicherung von Daten gelöst. Bei Bedarf werden die Informationen an das allgemeine Verwaltungssystem des Unternehmens (MRP / ERP) oder der Lokalität übertragen.

Automatisierung der Kesselsicherheit und -regulierung

Automatisierungsbausatz ABU-1 für einen Rauchrohr-Schulungskessel vom Typ „Turboterm“.

Pumpenschaltschrank

Touchpanel zur Anzeige der Betriebsparameter eines Flammrohrkessels vom Typ „Turboterm“.

Frequenzschaltschrank für Netzpumpen im Heizraum

Schaltschrank und Notverriegelungen für einen Flammrohrkessel vom Typ „Turboterm“.

„Sorglose Menschen halten sich nicht einmal lange auf den Toiletten auf.“ Gennadi Malkin

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TOR ZUM THEMA „AUTOMATISCHE SICHERHEIT VON KESSEL UND REGELUNG“

Test „Automatische Kesselsicherung und -regelung“, um das Wissen der Bediener des Gaskessels zu testen. Das Hauptelement des Kesselsicherheitsautomatisierungskreises ist das Gasabsperrventil. Prüfen Sie dringend Ihre fachliche Kompetenz und Nachfrage auf dem Arbeitsmarkt!

TESTFRAGEN ZUR WISSENSEINSCHÄTZUNG

1. Wählen Sie die richtige Antwort aus den angebotenen aus. Das Gasabsperrventil im automatischen Sicherheitskreis eines Warmwasserboilers wird verwendet für:

a) Regulierung des Drucks des in den Kessel eintretenden Gases;

b) Regelung des in den Kessel eintretenden Gasstroms;

c) automatisches Abschalten der Gaszufuhr zum Kessel, wenn irgendein Parameter überschritten wird, der in den Kreis der Sicherheitsautomatik des Kessels eingebunden ist.

2. Wählen Sie aus den angebotenen Antworten die richtige aus. Die Verzögerung beim Betrieb des Gasabsperrventils im Sicherheitsautomatisierungskreis zur Reduzierung des Luftdrucks vor dem Brenner:

a) ist erlaubt und dies sollte in den Produktionsanweisungen widergespiegelt werden; b) ist nicht erlaubt.

3. Wählen Sie die richtige Antwort aus den angebotenen aus. Übliche Sensoren in Sicherheits- und Steuerungsautomatisierungskreisen sind wie folgt:

a) nur ein Sensor für die Wassertemperatur nach dem Kessel; b) Fühler für Wassertemperatur nach dem Kessel und Fühler für Gas- und Luftdruck vor dem Brenner; c) Es gibt keine gemeinsamen Sensoren für Sicherheitsautomatisierungskreise und Kesselsteuerungsautomatisierung.

4. Wählen Sie aus den angebotenen Antworten die richtige aus. Technisches Manometer misst Druck:

a) atmosphärisch; b) Selbstbehalt; c) absolut; d) Vakuummeter.

5. Wählen Sie aus den angebotenen Antworten die richtige aus. Die Überprüfung der Gebrauchstauglichkeit des Manometers erfolgt:

a) jede Schicht durch Nullstellen des Manometers durch den Heizraumbetreiber; b) halbjährlich durch den Mess- und Automatisierungsdienst; c) einmal im Jahr vom Herrn.

Flüssigkeitsmanometer

6. Wählen Sie aus den angebotenen Antworten die richtige aus. Die Genauigkeit der Druckmessung mit einem Flüssigkeitsmanometer ist höher als y: ( P ist der gemessene Druck; h ist die Differenz der Flüssigkeitsstände; h₁- Änderung des Flüssigkeitsspiegels im Rohr; h₂ Änderung des Flüssigkeitsstandes im Behälter).

a) U-förmiges Manometer; B-Körbchen; c) Mikromanometer.

7. Wählen Sie die richtige Antwort aus den angebotenen aus. Die Verzögerung beim Betrieb des Gasabsperrventils im Sicherheitsautomatisierungskreis zum Löschen des Brennerbrenners:

a) ist erlaubt und dies sollte in den Produktionsanweisungen widergespiegelt werden; b) ist nicht erlaubt.

8. Wählen Sie aus den angebotenen Antworten die richtige aus. Betrieb eines Warmwasser-Gaskessels mit defekter Regelautomatik:

a) nicht erlaubt; b) ist erlaubt.

9. Wählen Sie die richtige Antwort aus den angebotenen Optionen. Bei dieser Stellung des Dreiwegeventils des Manometers wird folgendes durchgeführt:

Kesseldruckmanometer mit Dreiwegehahn

a) Ausblasen des Heberrohres; b) Prüfen des Betriebsdruckmanometers gegen das Kontrolldruckmanometer; c) Messung des Arbeitsdrucks; d) Kontrolle des Manometers durch Nullstellung; e) Kondensatansammlung im Siphonrohr (wenn Dampfparameter gemessen werden).

FRAGEN ZUR BEWERTUNG VON FÄHIGKEITEN UND FÄHIGKEITEN

10. Fertig. Die automatische Regelung von Warmwasserboilern umfasst:

Lieber Freund! Die Antworten zu diesem Test finden Sie im Boiler Operator Test Kit oder im Boiler Operator Training Manual. Diese Informationsmaterialien sind kostenpflichtig. Es ist ratsam, sie in Ihrer persönlichen Bibliothek zu haben. Fragen und Empfehlungen können auf der Kontaktseite der Website hinterlassen werden. Mach's gut!

Aufgaben und Ziele

Moderne Heizraumautomationssysteme sind in der Lage, einen störungsfreien und effizienten Betrieb der Anlagen ohne direkten Bedienereingriff zu gewährleisten. Menschliche Funktionen werden auf die Online-Überwachung von Leistung und Parametern des gesamten Gerätekomplexes reduziert. Die Automatisierung von Kesselhäusern löst folgende Aufgaben:

• Automatischer Start und Stopp von Kesseleinheiten.
• Kesselleistungsregelung (Kaskadenregelung) nach den vorgegebenen Grundeinstellungen.
• Steuerung der Speisepumpen, Regelung des Kühlmittelstandes im Arbeits- und Verbraucherkreislauf.
• Notstopp und Aktivierung von Signalgeräten, falls die Betriebswerte des Systems die festgelegten Grenzen überschreiten.

Subsysteme und Funktionen

Jedes Kesselhaus-Automatisierungsschema umfasst Subsysteme für Steuerung, Regelung und Schutz. Die Regelung erfolgt durch Aufrechterhaltung des optimalen Verbrennungsmodus durch Einstellung des Vakuums im Ofen, des Primärluftdurchsatzes und der Kühlmittelparameter (Temperatur, Druck, Durchfluss). Das Steuersubsystem gibt die tatsächlichen Daten über den Betrieb der Ausrüstung an die Mensch-Maschine-Schnittstelle aus. Schutzvorrichtungen gewährleisten die Verhinderung von Notsituationen bei Verletzung normaler Betriebsbedingungen, der Lieferung eines Licht-, Tonsignals oder der Abschaltung von Kesseleinheiten mit Fixierung der Ursache (auf einem grafischen Display, einem mnemonischen Diagramm, einem Schild).

Automatisiertes blockmodulares Gaskesselhaus

Projektoptionen

Die Wärmeleistung des geplanten Kesselhauses beträgt 5,7 MW. Das Heizsystem ist einkreisig, geschlossen. Der Hauptbrennstoff ist Erdgas, die Reserve Dieselkraftstoff. Installiertes Volumen des Erdgasverbrauchs: 2,955 Millionen m3/Jahr, 0,759 Tausend m3/Stunde.

Projektbeschreibung

Machbarkeitsstudie: Blockmodulares Gaskesselhaus, unter Berücksichtigung der Umstellung von flüssigem Brennstoff (Heizöl) auf billigeren gasförmigen Brennstoff (Erdgas) mit geringsten Wartungskosten des neuen Kesselhauses Projektumfang: 1. Warmwasserboiler mit eine Gesamtwärmeleistung von 5 MW. Die Verwendung von 3 importierten automatisierten Feuerrohr-Warmwasserkesseln mit einer Wasserheiztemperatur von nicht mehr als 338 K (1150 C) und einem Wirkungsgrad von mehr als 90 %, mit der Möglichkeit, offline zu arbeiten.

2. Gasbrenner.Die Verwendung von 3 importierten automatisierten kombinierten (Gas-Diesel-) Brennern, die einen sicheren Betrieb ohne menschliches Eingreifen mit den minimal zulässigen Schadstoffemissionen in die Umwelt gewährleisten.

3. Das automatische Sicherheitssystem der Kesseleinheit gemäß den Anforderungen der „Regeln für die Konstruktion und den sicheren Betrieb von Dampfkesseln mit einem Dampfdruck von nicht mehr als 0,07 MPa (0,7 kgf/cm2) Warmwasserkesseln und Warmwasserbereitern mit Wasser Heiztemperatur nicht über 338 K (1150 C))

4. Pumpausrüstung des Heizraums mit einem automatischen Backup-System. Die Verwendung von importierten Pumpeinheiten mit reduziertem Energieverbrauch und automatischem Schutz der wichtigsten Betriebsparameter.

5. System der automatischen Steuerung der Leistung des Heizraums. Die Verwendung einer wetterabhängigen automatischen Steuerung der Leistung des Heizraums, die die Möglichkeit hat, den Heizraum gemäß einem der vier Standardtemperaturpläne für die Wärmeversorgung zu betreiben.

6. System zur Nachspeise- und Vorkesselwasseraufbereitung. Die Verwendung von importierten automatisierten chemischen Wasseraufbereitungssystemen, die nach dem Prinzip der Na-Kationisierung arbeiten. Die Verwendung importierter automatisierter Systeme zur chemischen Reinigung von Wasser aus Eisenverbindungen wird durch die Ergebnisse des Quellwassers bestimmt. Die Verwendung importierter automatisierter Systeme zur komplexen Dosierung des Reagens zur Einstellung der Kühlmittelqualität.

7. Verbrauchsmesssystem für Wärmeträger – Verwendung von handelsüblichen Gasmesseinheiten mit Fernmessung des Kaltwasser-, Wärmeenergie- und Warmwasserverbrauchs.

8. Gasversorgungssystem des Kesselhauses - Die Verwendung von Blockgasregelpunkten gemäß den "Sicherheitsregeln für Gasverteilungs- und Gasverbrauchssysteme" wird auf der Grundlage des Projekts zur Kesselhaussanierung festgelegt.

9. Stromversorgungssystem des Kesselhauses – die Verwendung von Schrankeingangsschaltanlagen von Energieanlagen wird auf der Grundlage des Projekts zur Rekonstruktion des Kesselhauses bestimmt.

Automatisierungssysteme Steuerungssatz Mode Steuerungssatz - Version Mode-1-01

Die Ausführung "Mode-1-01" dient zur Automatisierung des Betriebs von Gasbrennern mit zweistufiger und stufenloser Steuerung, die mit einem Zündbrenner mit einer Leistung von nicht mehr als 70 kW ausgestattet sind und an Warmwasserkesseln mit einer Leistung von 0,3 bis installiert sind 3,15 MW und eine Wasserheiztemperatur von nicht über 115°C.

Zur Bestellung eines Satzes KSU "Mode-1" anstelle eines bestehenden Geräts werden nur die Seriennummer und das Baujahr benötigt. Ist die Regelung „älter“ als 2002, ist die Angabe des Brennertyps und der Kesselmarke erforderlich. Der Block ist hinsichtlich der Verbindungseigenschaften (Konnektoren) völlig identisch mit den bisher produzierten Blöcken.

Hauptmerkmale:

• Automatische Druckregelung der Wassertemperatur am Ausgang des Kessels, Zweipunkt- oder Impulsregelgesetz.
• Kesselunterdruckstabilisierung, Zweipunkt- oder Impulsregelgesetz.

Kesselstartsperre:

• - bei Stromausfall;
• - mit Luftmangel für die Verbrennung;
• - wenn der Gasdruck hinter der Hauptabsperreinrichtung 30 % unter oder über dem Nennwert liegt;
• - bei Verletzung der Dichtheit der Brennerventile;
• - bei Fehlfunktionen der Spüleinrichtungen und Entfernung von Verbrennungsprodukten (Abschalten des Rauchabzugs, Ventilators);
• - in Abwesenheit des erforderlichen Vakuums;
• - bei einer Erhöhung oder Verringerung des Wasserdurchflusses im Kessel über oder unter dem zulässigen Wert;
• - wenn die Temperatur am Ausgang des Kessels ansteigt.
• Blockieren der Gaszufuhr zum Hauptbrenner bei fehlender Zündbrennerflamme.
• Schutzabschaltung des Kesselbrenners, wenn sich bei dessen Zündung der Brennstoff nicht innerhalb einer Zeitdauer von höchstens 3 s entzündet

Schutzabschaltung des Kesselbrenners im Arbeitszustand in folgenden Fällen:

• - wenn die kontrollierte Flamme erlischt; - bei Stromausfall;
• - wenn der Gasdruck hinter dem Hauptabsperrventil mehr als 30 % unter oder über dem Nennwert liegt;
• - mit Luftmangel für die Verbrennung;
• - bei Fehlfunktionen der Spüleinrichtungen und Entfernung von Verbrennungsprodukten (Abschalten des Rauchabzugs, Ventilators);
• - in Abwesenheit des erforderlichen Vakuums;
• - wenn die Temperatur am Ausgang des Kessels ansteigt;
• - wenn der Wasserdurchfluss durch den Kessel über oder unter den zulässigen Wert steigt oder fällt.

Das Brennergerät für die Ausführung "Mode-1-01"

1- Erstes Ventil

2- Normalerweise offenes Sicherheitsventil

3- Zweites Ventil

4- Vorsteuerventil

5- Gas- und Luftklappenantrieb

6- Luftgebläse

7- Luftklappe

8- Zündtransformator

9- Gasdämpfer

Hinweis: Der Ventilator des Rauchabzugs ist bedingt nicht dargestellt

Schema der externen Verbindungen von KSU Mode-1-01 (klicken, um es in voller Größe anzuzeigen)

01.12.2019

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Automatisierungsobjekt

Die Kesselausrüstung als Regelungsobjekt ist ein komplexes dynamisches System mit vielen zusammenhängenden Eingangs- und Ausgangsparametern. Die Automatisierung von Kesselhäusern wird durch die Tatsache erschwert, dass die Geschwindigkeit technologischer Prozesse in Dampfeinheiten sehr hoch ist. Zu den wichtigsten einstellbaren Werten gehören:

• Durchfluss und Druck des Kühlmittels (Wasser oder Dampf);
• Vakuum im Ofen;
• Füllstand im Nährstofftank;
• In den letzten Jahren wurden erhöhte Umweltanforderungen an die Qualität des hergestellten Brennstoffgemisches und infolgedessen an die Temperatur und Zusammensetzung von Rauchabgasprodukten gestellt.

Automatisierung von Kesselanlagen

Der moderne Markt ist sowohl durch einzelne Instrumente und Geräte als auch durch im In- und Ausland hergestellte Automatisierungskits für Dampf- und Heißwasserkessel weit verbreitet. Zu den Automatisierungstools gehören:

• Zündsteuergeräte und das Vorhandensein einer Flamme, die den Prozess der Brennstoffverbrennung in der Brennkammer der Kesseleinheit startet und steuert;
• spezialisierte Sensoren (Zug- und Druckmesser, Temperatur- und Drucksensoren, Gasanalysatoren usw.);
• Aktuatoren (Magnetventile, Relais, Servoantriebe, Frequenzumrichter);
• Bedienfelder für Kessel und allgemeine Kesselausrüstung (Paneele, Berührungsbildschirme);
• Schaltschränke, Kommunikationsleitungen und Stromversorgung.

Bei der Auswahl technischer Steuerungs- und Überwachungsmittel sollte der Sicherheitsautomatisierung größte Aufmerksamkeit geschenkt werden, die das Auftreten von Not- und Notfallsituationen ausschließt.

Automatisierter Heizraum

Automatisierte Kesselräume müssen kontinuierlich ohne diensthabendes Personal mit einem reibungslosen Wechsel der Gaszufuhr zu den Kesselbrennern betrieben werden, was durch das Brennen ihrer Glühbirne auf dem Schild signalisiert wird.

Nah beieinander liegende automatisierte Kesselhäuser werden zu Clustern von 5-20 Kesselhäusern zusammengefasst. Jeder Busch wird von einer Dispatcherstation bedient, die sich in einem der Kesselhäuser dieses Busches oder in einem separaten Raum befindet. Das Alarmsystem der Automatisierung ist elektrisch. Eine Störungsmeldung wird per Draht an das in der Warte befindliche Steuerpult gesendet.

Jeder automatisierte Heizraum muss mit einer Telefonkommunikation mit der Cluster-Leitwarte ausgestattet sein, für die ein Kanal verwendet werden kann, über den Notfallinformationen automatisch übertragen werden.

In automatisierten Kesselhäusern wird das Heizsystem manuell mit Wasser nachgefüllt. Gleichzeitig wird der Betrieb des Heizraums zusätzlich gesteuert. Wenn das System längere Zeit nicht mit Wasser aufgefüllt wird, schaltet die Automatisierung die Kessel ab, wenn der Füllstand unter das zulässige Niveau fällt.

Die Inbetriebnahme eines automatisierten Kesselhauses muss mit der Überprüfung der Dokumentation der durchgeführten Arbeiten, einschließlich der versteckten, und der Einstellung der Gasverbrennung mit Proportional-Luftventilen bei ausgeschaltetem Hauptventil beginnen.

Die Wartung von automatisierten Kesselhäusern wird vom diensthabenden Personal des Kontrollraums durchgeführt, der für die gesamte Ausrüstung des Kesselraums und die Effizienz seines Betriebs verantwortlich ist.

In vollautomatischen Heizräumen, die ohne ständiges Wartungspersonal arbeiten, wird eine Störungsmeldung an die Leitwarte gesendet.

Die Praxis des Betriebs von automatisierten Kesselhäusern, die von einem zentralen Kontrollzentrum aus gesteuert werden, hat gezeigt, dass ihr Personal die Systeme der automatischen Geräte von Kesselhäusern, die von diesem Punkt aus gesteuert werden, die Regeln zum Stoppen und Zünden von automatisierten Kesseln genau kennen muss.

Vor der Inbetriebnahme eines automatisierten Kesselhauses muss die Organisation - der Eigentümer des Kesselhauses - eine Bescheinigung über die Einhaltung aller in Kap.

Unter den Bedingungen der Entsendung der Wartung von automatisierten Kesselhäusern hat das Blockprinzip des Aufbaus eines Automatisierungsschemas bestimmte Vorteile. Falls einer der Blöcke ausfällt, kann er schnell und einfach durch einen funktionsfähigen ersetzt werden.

Um den störungsfreien Betrieb automatisierter Kessel zu gewährleisten, ist deren vorbeugende Wartung erforderlich. Vorbeugende Wartungsarbeiten werden gemäß den Anweisungen und Zeitplänen durchgeführt, die Art, Umfang und Häufigkeit der durchgeführten Arbeiten regeln. Betriebsanweisungen für automatisierte Kesselhäuser sind so zu gestalten, dass durch gut organisierte Prävention Unfälle praktisch ausgeschlossen werden.

Der Hauptzweck einer vorbeugenden Inspektion eines automatisierten Kesselhauses besteht darin, implizite Fehler in der Sicherheitsautomatisierung zu identifizieren und zu beseitigen.

An der Gasleitung, die den automatisierten Heizraum versorgt, muss ein Gasfilter gegen mechanische Verunreinigungen installiert werden.

Um die Funktion von Kesseleinheiten zu regulieren und zu optimieren, wurden bereits in den Anfangsstadien der Automatisierung von Industrie und Produktion technische Mittel eingesetzt. Der aktuelle Entwicklungsstand in diesem Bereich kann die Rentabilität und Zuverlässigkeit der Kesselausrüstung erheblich steigern, die Sicherheit und Intellektualisierung der Arbeit des Wartungspersonals gewährleisten.

Kommunikationsprotokolle

Die Automatisierung von Kesselanlagen auf Basis von Mikrocontrollern minimiert die Verwendung von Relaisschalt- und Steuerstromleitungen im Funktionskreis. Um die oberen und unteren Ebenen des automatisierten Steuerungssystems zu verbinden, Informationen zwischen Sensoren und Steuerungen zu übertragen und Befehle an Aktoren zu übersetzen, wird ein industrielles Netzwerk mit einer bestimmten Schnittstelle und einem Datenübertragungsprotokoll verwendet. Die am weitesten verbreiteten Standards sind Modbus und Profibus. Sie sind mit den meisten Geräten kompatibel, die zur Automatisierung von Heizungsanlagen verwendet werden. Sie zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit der Informationsübertragung, einfache und verständliche Funktionsprinzipien aus.