Automatisation des chaufferies et de la fourniture de chaleur

Structure générale

L'automatisation des chaufferies est construite selon un schéma de contrôle à deux niveaux. Le niveau inférieur (terrain) comprend des dispositifs d'automatisation locaux basés sur des microcontrôleurs programmables qui mettent en œuvre une protection technique et un blocage, un réglage et un changement de paramètres, des convertisseurs primaires de grandeurs physiques. Cela comprend également les équipements conçus pour convertir, coder et transmettre des données d'information.

Le niveau supérieur peut se présenter sous la forme d'un terminal graphique intégré à l'armoire de commande ou d'un poste opérateur basé sur un ordinateur personnel. Il affiche toutes les informations provenant des microcontrôleurs et des capteurs de niveau inférieur du système, et entre les commandes opérationnelles, les réglages et les paramètres. En plus de la répartition des processus, les tâches d'optimisation des modes, de diagnostic de l'état technique, d'analyse des indicateurs économiques, d'archivage et de stockage des données sont résolues. Si nécessaire, les informations sont transférées au système de gestion générale de l'entreprise (MRP / ERP) ou de la localité.

Automatisation de la sécurité et de la régulation des chaudières

Kit d'automatisation ABU-1 pour une chaudière à tubes de fumée d'entraînement de type "Turboterm"

Armoire de commande de pompe

Panneau tactile pour l'affichage des paramètres de fonctionnement d'une chaudière à tubes de fumée de type "Turboterm"

Armoire de régulation de fréquence des pompes du réseau en chaufferie

Tableau de commande et verrouillages d'urgence pour une chaudière à tubes de fumée de type "Turboterm"

"Les téméraires ne restent même pas longtemps dans les toilettes." Gennady Malkin

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TOR SUR LE THEME « SECURITE AUTOMATIQUE DES CHAUDIERES ET REGULATION »

Test "Sécurité et régulation automatique de la chaudière" pour tester les connaissances des opérateurs de la chaudière à gaz. L'élément principal du circuit d'automatisation de la sécurité de la chaudière est la vanne d'arrêt du gaz. Vérifiez de toute urgence vos compétences professionnelles et votre demande sur le marché du travail !

QUESTIONS DU TEST D'ÉVALUATION DES CONNAISSANCES

1. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. La vanne d'arrêt de gaz du circuit de sécurité automatique d'une chaudière à eau chaude sert à :

a) régulation de la pression du gaz entrant dans la chaudière ;

b) régulation du débit de gaz entrant dans la chaudière ;

c) arrêt automatique de l'alimentation en gaz de la chaudière en cas de dépassement d'un paramètre quelconque du circuit automatique de sécurité de la chaudière.

2. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. Le retard dans le fonctionnement de la vanne d'arrêt du gaz dans le circuit d'automatisation de sécurité pour réduire la pression d'air devant le brûleur :

a) est autorisé et cela doit être reflété dans les instructions de production ; b) n'est pas autorisé.

3. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. Les capteurs communs dans les circuits d'automatisation de sécurité et de contrôle sont les suivants :

a) uniquement un capteur de température de l'eau après la chaudière ; b) capteur de température de l'eau après la chaudière et capteurs de pression de gaz et d'air avant le brûleur ; c) il n'y a pas de capteurs communs pour les circuits d'automatisation de sécurité et l'automatisation du contrôle de la chaudière.

4. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. Le manomètre technique mesure la pression :

a) atmosphérique ; b) excédent ; c) absolu ; d) vacuomètre.

5. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. La vérification de l'état de fonctionnement du manomètre est effectuée:

a) à chaque quart de travail, en mettant le manomètre à zéro, par l'opérateur de la chaufferie ; b) une fois tous les six mois par le service instrumentation et automatisme ; c) une fois par an par le Seigneur.

Manomètres à liquide

6. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. La précision de la mesure de la pression avec un manomètre à liquide est supérieure à y : ( P est la pression mesurée ; h est la différence des niveaux de liquide ; h₁- modification du niveau de liquide dans le tube ; h₂ modification du niveau du liquide dans la cuve).

a) manomètre en forme de U ; b) tasse ; c) micromanomètre.

7. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. Le retard dans le fonctionnement de la vanne d'arrêt du gaz dans le circuit d'automatisation de sécurité pour l'extinction du chalumeau du brûleur :

a) est autorisé et cela doit être reflété dans les instructions de production ; b) n'est pas autorisé.

8. Choisissez la bonne réponse parmi celles proposées. Fonctionnement d'une chaudière gaz à eau chaude avec automatisme défaillant :

a) non autorisé ; b) est autorisé.

9. Choisissez la bonne réponse parmi les options proposées. Avec cette position de la vanne à trois voies du manomètre, les opérations suivantes sont effectuées :

Manomètre chaudière avec robinet à trois voies

a) souffler le tube siphon ; b) vérification du manomètre de travail par rapport au manomètre de contrôle ; c) mesure de la pression de travail ; d) vérifier le manomètre en le mettant à zéro ; e) accumulation de condensat dans le tube siphon (si les paramètres de vapeur sont mesurés).

QUESTIONS POUR L'ÉVALUATION DES COMPÉTENCES ET DES COMPÉTENCES

10. Compléter. La régulation automatique des chaudières à eau chaude comprend:

Cher ami! Les réponses à ce test se trouvent dans le kit de test de l'opérateur de la chaudière ou dans le manuel de formation de l'opérateur de la chaudière. Ces supports d'information sont payants. Il est conseillé de les avoir dans votre bibliothèque personnelle. Les questions et recommandations peuvent être laissées sur la page Contacts du site. À bientôt!

Tâches et objectifs

Les systèmes modernes d'automatisation des chaufferies sont en mesure de garantir un fonctionnement efficace et sans problème des équipements sans intervention directe de l'opérateur. Les fonctions humaines sont réduites à la surveillance en ligne des performances et des paramètres de l'ensemble du complexe d'appareils. L'automatisation des chaufferies résout les tâches suivantes :

• Démarrage et arrêt automatiques des chaudières.
• Régulation de la puissance de la chaudière (commande en cascade) en fonction des réglages primaires donnés.
• Gestion des pompes d'alimentation, contrôle des niveaux de liquide de refroidissement dans les circuits de travail et de consommation.
• Arrêt d'urgence et activation des dispositifs de signalisation, au cas où les valeurs de fonctionnement du système dépasseraient les limites établies.

Sous-systèmes et fonctions

Tout schéma d'automatisation de chaufferie comprend des sous-systèmes de contrôle, de régulation et de protection. La régulation s'effectue en maintenant le mode de combustion optimal en réglant la dépression dans le four, le débit d'air primaire et les paramètres du fluide caloporteur (température, pression, débit). Le sous-système de contrôle fournit les données réelles sur le fonctionnement de l'équipement à l'interface homme-machine. Les dispositifs de protection garantissent la prévention des situations d'urgence en cas de violation des conditions normales de fonctionnement, la fourniture d'un signal lumineux, sonore ou l'arrêt des chaudières avec fixation de la cause (sur afficheur graphique, schéma mnémotechnique, bouclier).

Chaufferie gaz automatisée bloc-modulaire

Options de projet

La puissance thermique de la chaufferie conçue est de 5,7 MW. Le système de chauffage est à circuit unique, fermé. Le carburant principal est le gaz naturel, la réserve est le carburant diesel. Volume installé de consommation de gaz naturel : 2,955 millions de m3/an, 0,759 milliers de m3/heure.

Description du projet

Étude de faisabilité : chaufferie à gaz modulaire en blocs, en tenant compte du passage du combustible liquide (mazout) au combustible gazeux (gaz naturel) moins cher avec les coûts d'entretien les plus bas de la nouvelle chaufferie. Portée du projet : 1. Chaudières à eau chaude avec une puissance calorifique totale de 5 MW. L'utilisation de 3 chaudières à eau chaude à tubes de fumée automatisées importées avec une température de chauffage de l'eau ne dépassant pas 338 K (1150 C) et une efficacité de plus de 90%, avec la possibilité de travailler hors ligne.

2. Brûleurs à gaz.L'utilisation de 3 brûleurs automatisés combinés (gaz-diesel) importés qui garantissent un fonctionnement sûr, excluant toute intervention humaine, avec le minimum d'émissions admissibles de polluants dans l'environnement.

3. Le système de sécurité automatique de la chaudière conformément aux exigences des "Règles pour la conception et le fonctionnement en toute sécurité des chaudières à vapeur avec une pression de vapeur inférieure à 0,07 MPa (0,7 kgf/cm2) Chaudières à eau chaude et chauffe-eau à eau Température de chauffage non supérieure à 338 K (1150 C))

4. Equipement de pompage de la chaufferie avec un système de secours automatique. L'utilisation d'unités de pompage importées avec une consommation d'énergie réduite et une protection automatique des principaux paramètres de fonctionnement.

5. Système de contrôle automatique de la puissance de la chaufferie. L'utilisation d'un contrôle automatique de la puissance de la chaufferie en fonction des conditions météorologiques, qui a la capacité de faire fonctionner la chaufferie selon l'un des quatre programmes de température standard pour l'alimentation en chaleur.

6. Système d'appoint et de traitement de l'eau de pré-chaudière. L'utilisation de systèmes automatisés importés de traitement chimique de l'eau fonctionnant sur le principe de la Na-cationisation. L'utilisation de systèmes automatisés importés pour la purification chimique de l'eau à partir de composés de fer est déterminée par les résultats de l'eau de source. L'utilisation de systèmes automatisés importés pour le dosage complexe du réactif afin d'ajuster la qualité du liquide de refroidissement.

7. Système de mesure de la consommation de caloporteur - utilisation d'unités de mesure de gaz commerciales avec télémétrie de la consommation d'eau froide, d'énergie thermique et d'eau chaude.

8. Système d'alimentation en gaz de la chaufferie - l'utilisation des points de contrôle du bloc de gaz conformément aux "Règles de sécurité pour les systèmes de distribution et de consommation de gaz" est déterminée sur la base du projet de reconstruction de la chaufferie.

9. Système d'alimentation électrique de la chaufferie - l'utilisation des interrupteurs d'entrée de l'armoire de l'équipement électrique est déterminée sur la base du projet de reconstruction de la chaufferie.

Systèmes d'automatisation Ensemble de commandes Mode Ensemble de commandes - version Mode-1-01

L'exécution "Mode-1-01" est conçue pour automatiser le fonctionnement des brûleurs à gaz à 2 étages et à commande douce équipés d'un brûleur d'allumage d'une puissance ne dépassant pas 70 kW, installés sur des chaudières à eau chaude d'une puissance de 0,3 à 3,15 MW et une température de chauffage de l'eau ne dépassant pas 115°C.

Pour commander un ensemble de KSU "Mode-1" au lieu d'une unité existante, seuls le numéro de série et l'année de fabrication sont requis. Si l'unité de contrôle est "plus ancienne" que 2002, il est nécessaire de fournir des informations sur le type de brûleur et la marque de la chaudière. Le bloc en termes de caractéristiques de connexion (connecteurs) est complètement identique aux blocs produits précédemment.

Caractéristiques principales:

• Régulation automatique de la pression de la température de l'eau en sortie de chaudière, loi de régulation à deux positions ou impulsionnelle.
• Stabilisation de la dépression de la chaudière, loi de commande à deux positions ou impulsionnelle.

Blocage démarrage chaudière :

• - en cas de panne de courant ;
• - avec un manque d'air pour la combustion;
• - lorsque la pression du gaz en aval du dispositif d'arrêt principal est inférieure ou supérieure de 30 % à la valeur nominale ;
• - en cas de violation de l'étanchéité des vannes du brûleur ;
• - en cas de dysfonctionnement des dispositifs de purge et d'évacuation des produits de combustion (arrêt de l'extracteur de fumée, du ventilateur) ;
• - en l'absence du vide nécessaire ;
• - avec une augmentation ou une diminution du débit d'eau dans la chaudière supérieure ou inférieure à la valeur autorisée ;
• - lorsque la température monte à la sortie de la chaudière.
• Blocage de l'alimentation en gaz du brûleur principal en l'absence de veilleuse.
• Arrêt de protection du brûleur de la chaudière si, lors de son allumage, le combustible ne s'enflamme pas dans un délai ne dépassant pas 3 s

Arrêt de protection du brûleur de la chaudière en état de fonctionnement dans les cas suivants :

• - lorsque la flamme contrôlée s'éteint ; - en cas de panne de courant ;
• - lorsque la pression du gaz en aval de la vanne d'arrêt principale est inférieure ou supérieure de plus de 30 % à la valeur nominale ;
• - avec un manque d'air pour la combustion;
• - en cas de dysfonctionnement des dispositifs de purge et d'évacuation des produits de combustion (arrêt de l'extracteur de fumée, du ventilateur) ;
• - en l'absence du vide nécessaire ;
• - lorsque la température monte à la sortie de la chaudière ;
• - lorsque le débit d'eau à travers la chaudière monte ou descend au-dessus ou au-dessous de la valeur admissible.

Le dispositif de brûleurs pour l'exécution "Mode-1-01"

1- Première vanne

2- Soupape de sécurité normalement ouverte

3- Deuxième soupape

4- Vanne pilote

5- Entraînement des volets gaz et air

6- Ventilateur

7- Volet d'air

8- Transformateur d'allumage

9- Amortisseur à gaz

Remarque : Le ventilateur de l'extracteur de fumée n'est conditionnellement pas représenté

Schéma des connexions externes du KSU Mode-1-01 (cliquez pour voir en taille réelle)

01.12.2019

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Objet d'automatisation

L'équipement de chaudière en tant qu'objet de régulation est un système dynamique complexe avec de nombreux paramètres d'entrée et de sortie interdépendants. L'automatisation des chaufferies est compliquée par le fait que la vitesse des processus technologiques dans les unités à vapeur est très élevée. Les principales valeurs ajustables comprennent:

• débit et pression du fluide caloporteur (eau ou vapeur);
• vide dans le four;
• niveau dans le réservoir de nutriments ;
• Ces dernières années, des exigences environnementales accrues ont été imposées sur la qualité du mélange de carburant préparé et, par conséquent, sur la température et la composition des produits d'évacuation des fumées.

Automatisation des équipements de chaudière

Le marché moderne est largement représenté à la fois par des instruments et des appareils individuels et par des kits d'automatisation nationaux et étrangers pour les chaudières à vapeur et à eau chaude. Les outils d'automatisation comprennent :

• un équipement de contrôle de l'allumage et la présence d'une flamme, qui démarre et contrôle le processus de combustion du combustible dans la chambre de combustion de la chaudière ;
• capteurs spécialisés (tiroirs et manomètres, capteurs de température et de pression, analyseurs de gaz, etc.) ;
• actionneurs (électrovannes, relais, servo variateurs, convertisseurs de fréquence) ;
• panneaux de commande pour chaudières et équipement général de chaudière (panneaux, écrans tactiles);
• armoires de commutation, lignes de communication et alimentation électrique.

Lors du choix des moyens techniques de contrôle et de surveillance, la plus grande attention doit être accordée à l'automatisation de la sécurité, ce qui exclut la survenue de situations d'urgence et d'urgence.

Chaufferie automatisée

Les chaufferies automatisées doivent fonctionner en continu sans personnel de service avec un changement en douceur de l'alimentation en gaz des brûleurs de la chaudière, signalé par la combustion de son ampoule sur le bouclier.

Les chaufferies automatisées situées à proximité sont combinées en groupes de 5 à 20 chaufferies. Chaque buisson est desservi par un poste de répartition situé dans l'une des chaufferies de ce buisson ou dans un local séparé. Le système d'alarme de l'automatisation est électrique. Un signal de défaut est envoyé par fil au panneau de contrôle situé dans la salle de contrôle.

Chaque chaufferie automatisée doit être équipée d'une communication téléphonique avec la salle de contrôle du cluster, pour laquelle un canal peut être utilisé par lequel les informations d'urgence sont automatiquement transmises.

Dans les chaufferies automatisées, le système de chauffage est réapprovisionné en eau manuellement. Dans le même temps, le fonctionnement de la chaufferie est également contrôlé. Si le système n'est pas réapprovisionné en eau pendant une longue période, l'automatisation éteint les chaudières lorsque le niveau descend en dessous du niveau autorisé.

Le démarrage d'une chaufferie automatisée doit commencer par la vérification de la documentation des travaux effectués, y compris ceux qui sont cachés, et le réglage de la combustion du gaz à l'aide de vannes d'air proportionnelles avec la vanne principale fermée.

La maintenance des chaufferies automatisées est effectuée par le personnel de service de la salle de contrôle, qui est responsable de tous les équipements de la chaufferie et de l'efficacité de son fonctionnement.

Dans les chaufferies entièrement automatisées, fonctionnant sans personnel de maintenance permanent, un signal de dysfonctionnement est envoyé à la salle de contrôle.

La pratique de l'exploitation de chaufferies automatisées pilotées depuis un poste de conduite central a montré que son personnel doit parfaitement connaître les systèmes d'automatismes des chaufferies pilotées par ce point, les règles d'arrêt et d'allumage des chaudières automatisées.

Avant la mise en service d'une chaufferie automatisée, l'organisation - le propriétaire de la chaufferie - doit présenter un certificat de conformité à toutes les exigences relatives aux chaufferies spécifiées au ch.

Dans les conditions de répartition de la maintenance des chaufferies automatisées, le principe du bloc de construction d'un schéma d'automatisation présente certains avantages. En cas de défaillance de l'un des blocs, il peut être rapidement et facilement remplacé par un bloc réparable.

Pour assurer le bon fonctionnement des chaudières automatisées, leur maintenance préventive est nécessaire. Les travaux d'entretien préventif sont effectués conformément aux instructions et aux horaires qui régissent la nature, le volume et la fréquence des travaux effectués. Les instructions d'utilisation des chaufferies automatisées doivent être rédigées de manière à ce que, grâce à une prévention bien organisée, la possibilité d'accidents soit pratiquement exclue.

L'objectif principal d'une inspection préventive d'une chaufferie automatisée est d'identifier et d'éliminer les défaillances implicites de l'automatisation de la sécurité.

Sur le gazoduc alimentant la chaufferie automatisée, un filtre à gaz contre les impuretés mécaniques doit être installé.

Pour réguler et optimiser le fonctionnement des chaudières, des moyens techniques ont commencé à être utilisés dès les premiers stades de l'automatisation de l'industrie et de la production. Le niveau de développement actuel dans ce domaine peut augmenter considérablement la rentabilité et la fiabilité des équipements de chaudière, assurer la sécurité et l'intellectualisation du travail du personnel de maintenance.

Protocoles de communication

L'automatisation des installations de chaudières basées sur des microcontrôleurs minimise l'utilisation de relais de commutation et de lignes électriques de contrôle dans le circuit fonctionnel. Pour connecter les niveaux supérieur et inférieur du système de contrôle automatisé, transférer des informations entre les capteurs et les contrôleurs, pour traduire les commandes aux actionneurs, un réseau industriel avec une interface spécifique et un protocole de transfert de données est utilisé. Les normes les plus utilisées sont Modbus et Profibus. Ils sont compatibles avec la plupart des équipements utilisés pour automatiser les installations de chauffage. Ils se distinguent par des taux élevés de fiabilité du transfert d'informations, des principes de fonctionnement simples et compréhensibles.