Automazione di caldaie e fornitura di calore

Struttura generale

L'automazione delle caldaie è costruita secondo uno schema di controllo a due livelli. Il livello inferiore (di campo) comprende dispositivi di automazione locale basati su microcontrollori programmabili che implementano protezione tecnica e blocco, regolazione e modifica dei parametri, convertitori primari di grandezze fisiche. Ciò include anche apparecchiature progettate per convertire, codificare e trasmettere dati di informazioni.

Il livello superiore può essere presentato sotto forma di un terminale grafico integrato nel quadro elettrico o di una postazione operatore basata su un personal computer. Visualizza tutte le informazioni provenienti dai microcontrollori e sensori di livello inferiore del sistema e inserisce comandi operativi, regolazioni e impostazioni. Oltre al dispacciamento dei processi, vengono risolti i compiti di ottimizzazione delle modalità, diagnosi dello stato tecnico, analisi degli indicatori economici, archiviazione e conservazione dei dati. Se necessario, le informazioni vengono trasferite al sistema di gestione generale dell'impresa (MRP / ERP) o alla località.

Automazione sicurezza e regolazione caldaia

Kit di automazione ABU-1 per una caldaia a tubi di fuoco di addestramento del tipo "Turboterm".

Armadio di controllo della pompa

Pannello touch per l'indicazione dei parametri di funzionamento di una caldaia a tubi di fumo del tipo “Turboterm”.

Armadio di controllo della frequenza per pompe di rete nel locale caldaia

Pannello di controllo e interblocchi di emergenza per una caldaia a tubi di fumo del tipo “Turboterm”.

"Le persone spericolate non stanno nemmeno a lungo nei bagni". Gennady Malkin

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TOR SUL TEMA "SICUREZZA AUTOMATICA DELLE CALDAIE E REGOLAZIONE"

Prova "Sicurezza e regolazione automatica della caldaia" per testare le conoscenze degli operatori della caldaia a gas. L'elemento principale del circuito di automazione della sicurezza della caldaia è la valvola di intercettazione del gas. Verifica urgentemente la tua competenza professionale e la tua domanda nel mercato del lavoro!

DOMANDE DI PROVA DI VALUTAZIONE DELLA CONOSCENZA

1. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. La valvola di intercettazione gas nel circuito di sicurezza automatico di una caldaia per acqua calda viene utilizzata per:

a) regolazione della pressione del gas in ingresso alla caldaia;

b) regolazione del flusso di gas in ingresso alla caldaia;

c) blocco automatico dell'alimentazione del gas alla caldaia al superamento di qualsiasi parametro coinvolto nel circuito di automazione della sicurezza della caldaia.

2. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. Il ritardo nell'intervento della valvola di intercettazione gas nel circuito di automazione di sicurezza per la riduzione della pressione dell'aria davanti al bruciatore:

a) è consentito e ciò dovrebbe riflettersi nelle Istruzioni di produzione; b) non è consentito.

3. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. I sensori comuni nei circuiti di automazione di sicurezza e controllo sono i seguenti:

a) solo un sensore per la temperatura dell'acqua dopo la caldaia; b) sonda per la temperatura dell'acqua a valle della caldaia e sonde per la pressione del gas e dell'aria a monte del bruciatore; c) non ci sono sensori comuni per i circuiti di automazione di sicurezza e l'automazione di controllo della caldaia.

4. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. Il manometro tecnico misura la pressione:

a) atmosferico; b) eccedenza; c) assoluto; d) vacuometro.

5. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. La verifica della funzionalità del manometro viene eseguita:

a) ogni turno, azzerando il manometro, dall'operatore di locale caldaia; b) semestralmente dal servizio di strumentazione e automazione; c) una volta all'anno dal Signore.

Manometri liquidi

6. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. La precisione della misurazione della pressione con un manometro liquido è maggiore di y: ( P è la pressione misurata; h è la differenza nei livelli del liquido; h₁- variazione del livello del liquido nel tubo; h₂ variazione del livello del liquido nel recipiente).

a) manometro a U; b) tazza; c) micromanometro.

7. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. Il ritardo nel funzionamento della valvola di intercettazione gas nel circuito di automazione di sicurezza per lo spegnimento della torcia del bruciatore:

a) è consentito e ciò dovrebbe riflettersi nelle Istruzioni di produzione; b) non è consentito.

8. Scegli la risposta corretta tra quelle offerte. Funzionamento di una caldaia a gas per acqua calda con un sistema di controllo automatico difettoso:

a) non consentito; b) è consentito.

9. Scegli la risposta corretta tra le opzioni fornite. Con questa posizione della valvola a tre vie del manometro si esegue:

Manometro caldaia con rubinetto a tre vie

a) soffiare il tubo del sifone; b) verificando il manometro di lavoro con il manometro di controllo; c) misurazione della pressione di esercizio; d) controllare il manometro portandolo a zero; e) accumulo di condensa nel tubo sifone (se si misurano i parametri del vapore).

DOMANDE PER LA VALUTAZIONE DI CAPACITÀ E COMPETENZE

10. Completa. La regolazione automatica delle caldaie ad acqua calda comprende:

Caro amico! Le risposte a questo test possono essere trovate nel Kit per il test dell'operatore della caldaia o nel Manuale di addestramento dell'operatore della caldaia. Questi materiali informativi sono a pagamento. Si consiglia di averli nella propria libreria personale. Domande e consigli possono essere lasciati nella pagina Contatti del sito. Ci vediamo!

Compiti e obiettivi

I moderni sistemi di automazione del locale caldaia sono in grado di garantire un funzionamento efficiente ed efficiente delle apparecchiature senza l'intervento diretto dell'operatore. Le funzioni umane sono ridotte al monitoraggio online delle prestazioni e dei parametri dell'intero complesso di dispositivi. L'automazione delle caldaie risolve i seguenti compiti:

• Avvio e arresto automatico delle unità caldaia.
• Regolazione della potenza della caldaia (controllo in cascata) in base alle impostazioni primarie date.
• Gestione delle pompe di alimentazione, controllo dei livelli del liquido di raffreddamento nei circuiti di lavoro e di consumo.
• Arresto di emergenza e attivazione dei dispositivi di segnalazione, nel caso i valori di funzionamento del sistema superino i limiti stabiliti.

Sottosistemi e funzioni

Qualsiasi schema di automazione domestica delle caldaie include sottosistemi per il controllo, la regolazione e la protezione. La regolazione avviene mantenendo la modalità di combustione ottimale impostando il vuoto nel forno, la portata dell'aria primaria e i parametri del liquido di raffreddamento (temperatura, pressione, portata). Il sottosistema di controllo trasmette i dati effettivi sul funzionamento dell'apparecchiatura all'interfaccia uomo-macchina. I dispositivi di protezione garantiscono la prevenzione di situazioni di emergenza in caso di violazione delle normali condizioni operative, l'erogazione di un segnale luminoso, sonoro o lo spegnimento delle caldaie con determinazione della causa (su display grafico, diagramma mnemonico, scudo).

Locale caldaia a gas a blocco modulare automatizzato

Opzioni di progetto

La potenza termica della centrale termica progettata è di 5,7 MW. L'impianto di riscaldamento è a circuito singolo, chiuso. Il carburante principale è il gas naturale, la riserva è il gasolio. Volume installato di consumo di gas naturale: 2.955 milioni di m3/anno, 0.759 mila m3/ora.

Descrizione del progetto

Studio di fattibilità: locale caldaia a gas modulare a blocchi, tenendo conto del passaggio da combustibile liquido (olio combustibile) a combustibile gassoso più economico (gas naturale) con i costi di manutenzione più bassi del nuovo locale caldaia Scopo del progetto: 1. Caldaie ad acqua calda con una potenza termica totale di 5 MW. L'uso di 3 caldaie automatiche per acqua calda a tubi antincendio importate con una temperatura di riscaldamento dell'acqua non superiore a 338 K (1150 C) e un'efficienza superiore al 90%, con la possibilità di lavorare offline.

2. Bruciatori a gas.L'utilizzo di 3 bruciatori automatici combinati (gas-diesel) di importazione che garantiscono un funzionamento sicuro, escluso l'intervento umano, con le emissioni minime ammissibili di inquinanti nell'ambiente.

3. Il sistema di sicurezza automatico dell'unità caldaia in conformità con i requisiti delle "Norme per la progettazione e il funzionamento sicuro di caldaie a vapore con pressione del vapore non superiore a 0,07 MPa (0,7 kgf/cm2) Caldaie ad acqua calda e scaldacqua ad acqua Temperatura di riscaldamento non superiore a 338 K (1150 C) )

4. Apparecchiature di pompaggio del locale caldaia con un sistema di backup automatico. L'utilizzo di gruppi pompanti importati con ridotti consumi energetici e protezione automatica dei principali parametri di funzionamento.

5. Sistema di controllo automatico della potenza del locale caldaia. L'uso del controllo automatico dipendente dal clima della potenza del locale caldaia, che ha la capacità di far funzionare il locale caldaia secondo uno dei quattro programmi di temperatura standard per la fornitura di calore.

6. Sistema per il trattamento dell'acqua di reintegro e pre-caldaia. L'uso di sistemi automatizzati di trattamento delle acque chimiche importati che operano secondo il principio della Na-cationizzazione. L'uso di sistemi automatizzati importati per la purificazione chimica dell'acqua dai composti del ferro è determinato dai risultati dell'acqua di sorgente. L'uso di sistemi automatizzati importati per il dosaggio complesso del reagente per regolare la qualità del liquido di raffreddamento.

7. Sistema di misurazione del consumo di termovettore - utilizzo di unità di misura del gas commerciali con telemetria del consumo di acqua fredda, energia termica e acqua calda.

8. Sistema di alimentazione del gas del locale caldaia - l'uso di punti di controllo del gas di blocco in conformità con le "Norme di sicurezza per i sistemi di distribuzione e consumo di gas del gas" è determinato sulla base del progetto di ricostruzione del locale caldaia.

9. Sistema di alimentazione della centrale termica: l'uso dei quadri di ingresso dell'armadio delle apparecchiature elettriche è determinato sulla base del progetto di ricostruzione della centrale termica.

Sistemi di automazione Set di comandi Mode Set di comandi - versione Mode-1-01

L'esecuzione "Mode-1-01" è progettata per automatizzare il funzionamento di bruciatori a gas con controllo a 2 stadi e regolare dotati di un bruciatore di accensione con una potenza non superiore a 70 kW, installato su caldaie ad acqua calda con una potenza da 0,3 a 3,15 MW e una temperatura di riscaldamento dell'acqua non superiore a 115°C.

Per ordinare un set di KSU "Mode-1" invece di un'unità esistente, sono richiesti solo il numero di serie e l'anno di produzione. Se la centralina è “antecedente” al 2002, è necessario fornire informazioni sul tipo di bruciatore e sulla marca della caldaia. Il blocco in termini di caratteristiche di connessione (connettori) è del tutto identico ai blocchi prodotti in precedenza.

Caratteristiche principali:

• Controllo automatico della pressione della temperatura dell'acqua all'uscita della caldaia, legge di controllo a due posizioni o ad impulsi.
• Stabilizzazione della pressione negativa della caldaia, legge di controllo a due posizioni o ad impulsi.

Blocco avvio caldaia:

• - in caso di interruzione di corrente;
• - con mancanza di aria per la combustione;
• - quando la pressione del gas a valle del dispositivo di intercettazione principale è del 30% inferiore o superiore al valore nominale;
• - in caso di violazione della tenuta delle valvole del bruciatore;
• - in caso di malfunzionamento dei dispositivi di spurgo e rimozione dei prodotti della combustione (spegnimento aspiratore fumi, ventilatore);
• - in assenza del necessario vuoto;
• - con un aumento o una diminuzione della portata d'acqua nella caldaia al di sopra o al di sotto del valore consentito;
• - quando la temperatura all'uscita della caldaia aumenta.
• Blocco dell'alimentazione del gas al bruciatore principale in assenza di fiamma pilota del bruciatore.
• Spegnimento protettivo del bruciatore della caldaia, se durante la sua accensione il combustibile non si accende entro un periodo di tempo non superiore a 3 s

Spegnimento di protezione del bruciatore caldaia funzionante nei seguenti casi:

• - allo spegnimento della fiamma controllata; - in caso di interruzione di corrente;
• - quando la pressione del gas a valle della valvola di intercettazione principale è di oltre il 30% inferiore o superiore al valore nominale;
• - con mancanza di aria per la combustione;
• - in caso di malfunzionamento dei dispositivi di spurgo e rimozione dei prodotti della combustione (spegnimento aspiratore fumi, ventilatore);
• - in assenza del necessario vuoto;
• - quando la temperatura all'uscita della caldaia aumenta;
• - quando la portata d'acqua attraverso la caldaia sale o scende al di sopra o al di sotto del valore consentito.

Il dispositivo dei bruciatori per l'esecuzione "Mode-1-01"

1- Prima valvola

2- Valvola di sicurezza normalmente aperta

3- Seconda valvola

4- Valvola pilota

5- Azionamento serrande gas e aria

6- Ventilatore d'aria

7- Serranda dell'aria

8- Trasformatore di accensione

9- Serranda del gas

Nota: la ventola dell'aspiratore di fumo non è condizionalmente mostrata

Schema delle connessioni esterne della KSU Mode-1-01 (fare clic per visualizzare a schermo intero)

01.12.2019

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Oggetto di automazione

L'apparecchiatura della caldaia come oggetto di regolazione è un sistema dinamico complesso con molti parametri di ingresso e di uscita correlati. L'automazione delle caldaie è complicata dal fatto che la velocità dei processi tecnologici nelle unità a vapore è molto elevata. I principali valori regolabili includono:

• portata e pressione del liquido di raffreddamento (acqua o vapore);
• vuoto nel forno;
• livello nel serbatoio dei nutrienti;
• Negli ultimi anni sono stati imposti requisiti ambientali sempre maggiori alla qualità della miscela di carburante preparata e, di conseguenza, alla temperatura e alla composizione dei prodotti di scarico dei fumi.

Automazione delle apparecchiature della caldaia

Il mercato moderno è ampiamente rappresentato sia da singoli strumenti e dispositivi, sia da kit di automazione nazionali ed esteri per caldaie a vapore e acqua calda. Gli strumenti di automazione includono:

• apparecchiature di controllo dell'accensione e presenza di una fiamma, che avvia e controlla il processo di combustione del combustibile nella camera di combustione dell'unità caldaia;
• sensori specializzati (manometri e manometri, sensori di temperatura e pressione, analizzatori di gas, ecc.);
• attuatori (elettrovalvole, relè, servoazionamenti, convertitori di frequenza);
• quadri di comando per caldaie e apparecchiature generali per caldaie (pannelli, touch screen);
• quadri elettrici, linee di comunicazione e alimentazione.

Nella scelta dei mezzi tecnici di controllo e monitoraggio, è necessario prestare la massima attenzione all'automazione della sicurezza, che esclude il verificarsi di situazioni di emergenza e di emergenza.

Locale caldaia automatizzato

I locali caldaie automatizzati devono funzionare continuamente senza personale in servizio con un cambio graduale dell'alimentazione del gas ai bruciatori della caldaia, segnalato dall'accensione della sua lampadina sullo scudo.

Le caldaie automatizzate ravvicinate sono combinate in gruppi di 5-20 caldaie. Ogni cespuglio è servito da una stazione di spedizione situata in uno dei locali caldaie di questo cespuglio o in una stanza separata. L'impianto di allarme dell'automazione è elettrico. Un segnale di guasto viene inviato via cavo alla centrale situata nella sala di controllo.

Ogni locale caldaia automatizzato deve essere dotato di comunicazione telefonica con la sala controllo del cluster, per la quale può essere utilizzato un canale attraverso il quale vengono trasmesse automaticamente le informazioni di emergenza.

Nelle caldaie automatizzate, l'impianto di riscaldamento viene rifornito di acqua manualmente. Allo stesso tempo, il funzionamento del locale caldaia viene ulteriormente controllato. Se il sistema non viene rifornito di acqua per molto tempo, l'automazione spegne le caldaie quando il livello scende al di sotto del livello consentito.

L'avvio di un locale caldaia automatizzato deve iniziare con il controllo della documentazione per i lavori eseguiti, compresi quelli nascosti, e la regolazione della combustione del gas mediante valvole d'aria proporzionali con la valvola principale chiusa.

La manutenzione delle caldaie automatizzate viene eseguita dal personale di turno della sala di controllo, che è responsabile di tutte le apparecchiature del locale caldaie e dell'efficienza del suo funzionamento.

Nei locali caldaie completamente automatizzati, che operano senza personale addetto alla manutenzione permanente, viene inviato un segnale di malfunzionamento alla sala di controllo.

La pratica di far funzionare caldaie automatizzate controllate da un centro di controllo centrale ha dimostrato che il suo personale deve conoscere perfettamente i sistemi dei dispositivi automatici delle caldaie controllate a questo punto, le regole per l'arresto e l'accensione delle caldaie automatizzate.

Prima della messa in servizio di un locale caldaia automatizzato, l'organizzazione - il proprietario del locale caldaia - deve presentare un certificato di conformità a tutti i requisiti per i locali caldaie specificati nel cap.

Nelle condizioni di dispacciamento della manutenzione delle caldaie automatizzate, il principio del blocco della costruzione di uno schema di automazione presenta alcuni vantaggi. In caso di guasto di uno qualsiasi dei blocchi, può essere sostituito rapidamente e facilmente con uno riparabile.

Per garantire il funzionamento senza problemi delle caldaie automatizzate, è necessaria la loro manutenzione preventiva. I lavori di manutenzione preventiva vengono eseguiti secondo le istruzioni e i programmi che regolano la natura, il volume e la frequenza dei lavori eseguiti. Le istruzioni per l'uso delle caldaie automatizzate dovrebbero essere redatte in modo tale che, attraverso una prevenzione opportunamente organizzata, sia praticamente esclusa la possibilità di incidenti.

Lo scopo principale di un'ispezione preventiva di un locale caldaia automatizzato è identificare ed eliminare i guasti impliciti nell'automazione della sicurezza.

Sul gasdotto che alimenta il locale caldaia automatizzato, è necessario installare un filtro del gas dalle impurità meccaniche.

Per regolare e ottimizzare il funzionamento dei gruppi caldaia, i mezzi tecnici iniziarono ad essere utilizzati anche nelle fasi iniziali dell'automazione dell'industria e della produzione. L'attuale livello di sviluppo in quest'area può aumentare significativamente la redditività e l'affidabilità delle apparecchiature della caldaia, garantire la sicurezza e l'intellettualizzazione del lavoro del personale addetto alla manutenzione.

Protocolli di comunicazione

L'automazione delle installazioni di caldaie basate su microcontrollori riduce al minimo l'uso della commutazione del relè e delle linee elettriche di controllo nel circuito funzionale. Per collegare i livelli superiore e inferiore del sistema di controllo automatizzato, trasferire informazioni tra sensori e controllori, per tradurre i comandi in attuatori, viene utilizzata una rete industriale con un'interfaccia e un protocollo di trasferimento dati specifici. Gli standard più utilizzati sono Modbus e Profibus. Sono compatibili con la maggior parte delle apparecchiature utilizzate per automatizzare gli impianti di riscaldamento. Si distinguono per alti tassi di affidabilità del trasferimento delle informazioni, principi di funzionamento semplici e comprensibili.