Automatisierungssystem für Dampf- und Heißwasserkessel des Kesselhauses von JSC "Roslavl VRZ"

Ziele und Zielstellungen

Moderne Kesselautomatisierungssysteme können einen störungsfreien und effizienten Betrieb der Geräte ohne direkten Eingriff des Bedieners gewährleisten. Menschliche Funktionen beschränken sich auf die Online-Überwachung des Zustands und der Parameter des gesamten Gerätekomplexes. Die Kesselhausautomatisierung löst folgende Aufgaben:

• Automatisches Starten und Stoppen der Kessel.
• Regelung der Kesselleistung (Kaskadenregelung) gemäß den angegebenen Primäreinstellungen.
• Druckerhöhungspumpensteuerung, Steuerung des Kühlmittelstands im Arbeits- und Verbraucherkreislauf.
• Not-Aus und Aktivierung von Signalgeräten bei Systembetriebswerten außerhalb der eingestellten Grenzen.

  

Automatisierungsobjekt

Die Kesselausrüstung als Regelungsgegenstand ist ein komplexes dynamisches System mit vielen miteinander verbundenen Eingangs- und Ausgangsparametern. Die Automatisierung von Kesselhäusern wird durch die Tatsache erschwert, dass die Raten technologischer Prozesse in Dampfeinheiten sehr hoch sind. Die wichtigsten geregelten Werte umfassen:

• Durchflussrate und Druck des Wärmeträgers (Wasser oder Dampf);
• Entladung in den Feuerraum;
• der Füllstand im Speisetank;
• In den letzten Jahren wurden erhöhte Umweltanforderungen an die Qualität des hergestellten Kraftstoffgemisches und folglich an die Temperatur und Zusammensetzung der Rauchgasprodukte gestellt.

Automatische Regelung von Schiffshilfskesseln

Allgemeine Information

Wenn Feuerrohrkessel mit hoher Speicherkapazität in gewissem Maße manuell gesteuert werden können, ist eine solche Regelung in modernen Wasserrohrkesseln, die auf sehr kleine Abweichungen in den Betriebsarten reagieren, sehr schwierig und führt zu großen Wärmeverlusten.
Während des Betriebs des Kessels ist es sehr wichtig, die Nennwerte von Qualitätsparametern wie Dampfdruck, Wasserstand im Kessel, Brennstoffdruck und -temperatur, Luftüberschussverhältnis usw. Luftfeuerraum einzuhalten. Ein Überschuss an Wasser im Kessel verringert die Dampferzeugung, führt zum Überlaufen von Wasser in die Dampfleitung, und der Wasserverlust führt zum Ausbrennen von Rohren, zum Durchbrechen von Nähten, zum Auftreten von Rissen usw. Die Verwendung von automatischen Steuergeräten für Hilfskessel, zusammen mit den allgemeinen Vorteilen der Automatisierung, beseitigt die aufgeführten Nachteile der manuellen Steuerung ...

Die folgenden Hauptparameter des Kessels unterliegen der Regulierung: Wasserstand; Dampfdruck; das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, d.h. das Verhältnis zwischen der Menge des verbrannten Kraftstoffs und der Luft.

Wasserstandsregelung mit direkt wirkendem Regler

Die Steuerschaltung ist in Fig. 1 gezeigt. 114. Der geregelte Wert ist der Flüssigkeitsstand im Tank, der von der störenden Wirkung (dem Einströmen von Flüssigkeit in den Tank) abhängt. Der Aufprall wird von einem Messelement (Schwimmer) aufgezeichnet und über einen Aktuator (Organ) auf ein Regelorgan (Ventil) übertragen. Letzteres deckt oder öffnet die Abflussleitung. Ein solches Steuersystem benötigt keine externe Energiequelle, um den Regelkörper (Ventil) zu bewegen. Regulierungsbehörden eines solchen Systems werden als direkt wirkende oder direkt wirkende Regulierungsbehörden bezeichnet.

Direkt wirkende Regler haben eine verringerte Empfindlichkeit. Sie werden verwendet, wenn keine besondere Genauigkeit erforderlich ist.Der Regler muss sich in der Nähe des Regelungsobjekts befinden. Sie werden hauptsächlich in der Heizungsanlage eingesetzt.

Wenn die Anstrengungen des Messelements (Sensors) nicht ausreichen, wird zur Verstärkung des vom Sensor entwickelten Impulses ein spezielles Verstärkungsorgan oder ein Verstärker in das automatische Steuerungssystem eingeführt, wobei verschiedene Arten von Hilfsenergie verwendet werden. In diesem Fall wird der Regler als indirekter Regler bezeichnet.

Wasserstandsregelung mit indirektem Regler

Ein schematisches Diagramm des automatischen Stromversorgungssystems eines Kessels mit einem thermohydraulischen Wasserstandsregler ist in Abb. 1 dargestellt. 115.

Die thermohydraulische Niveauregulierung erfolgt durch Betätigung des Messelements (Balg) und des Regelelements (Ventil) sowie des thermohydraulischen Sensorelements und des Schalters der Reservepumpe. Ein Balg ist ein harmonisch geformter elastischer Zylinder mit einem blinden Boden. Bei einer Druckänderung im thermohydraulischen Sensorelement wirkt der Boden des Balgs, der sich durch das System von Zwischenelementen zur einen oder anderen Seite biegt, auf den Regelkörper. Das thermohydraulische Element (Sensor) besteht aus zwei ineinander eingeführten Rohren. Die Enden des Außenrohrs sind hermetisch mit dem Innenrohr verbunden, so dass sich zwischen ihnen ein Ringraum bildet, der mit destilliertem Wasser gefüllt ist. Das Innenrohr ist mit dem Dampf- und Wasserraum des Kessels verbunden, und das Außenrohr ist mit dem Hohlraum des Balgs verbunden. Die Achse des Sensorelements wird mit einer gewissen Neigung zum Wasserstand im Kessel eingestellt, daher ändert sich bei einer geringfügigen Änderung des Wasserstandes im Kessel der Füllstand im Innenrohr des Sensors erheblich. Wenn der Wasserstand sinkt, wird das Innenrohr mit Dampf gefüllt, der im Ringraum Wärme an destilliertes Wasser abgibt. In letzterem verdampft das Wasser, was zu einem Druckanstieg und einer Biegung des Balgbodens führt. In dem Moment, in dem der Wasserstand im Kessel steigt, kondensieren destillierte Wasserdämpfe, ändert sich der Druck, der den Balg absorbiert, wieder. Zur besseren Wärmeableitung an die Umgebung ist das Außenrohr des Sensorelements (Sensor) gerippt.

Das Funktionsprinzip dieses Systems ist wie folgt. Mit abnehmendem Wasserstand im Kessel steigt der Druck auf den Balg des Messelements und das Steuerventil wird geschlossen. Die Ableitung von Wasser aus dem Kesselspeisesystem in die Warmhaltebox wird teilweise oder vollständig gestoppt und die Wassermenge, die von der elektrischen Förderpumpe dem Kessel zugeführt wird, nimmt zu. Wenn der Wasserstand im Kessel trotz Betrieb der elektrischen Förderpumpe abfällt, wird die Reservedampfpumpe automatisch aktiviert. Der Betrieb der Standby-Förderpumpe wird vom Aktivierungsregler gesteuert. Die Vorrichtung des Schaltreglers ist in Abb. 1 dargestellt. 116. Unter Einwirkung eines bestimmten Drucks auf den Balg (Fig. 116, a) öffnet sich das Ventil 12 und Dampf vom Kessel tritt in den Steuerkolben der Förderpumpe ein. Um die Empfindlichkeit des Pumpenaktivierungsreglers zu erhöhen, ist anstelle der Spindeldichtung ein zweiter Balg 8 in seinem Körper montiert. Der aktive Bereich dieses Balgs und der Strömungsbereich des Ventils 12 sind daher gleich signifikant Es sind keine Anstrengungen erforderlich, um das Ventil zu bewegen. Der Regler wird durch Ändern der Federkraft mit einer Mutter eingestellt. Luft während der Einstellung wird durch den Stopfen entfernt. Die manuelle Steuerung des Reglers kann mit Schraube 7 und Winkelhebel 5 durchgeführt werden. Um das Steuerventil vor möglichen Verstopfungen zu schützen, ist ein Filter in der Leitung enthalten. In den Dampfzylindern bildet sich Kondenswasser, wenn die Dampfkolbenpumpe inaktiv ist. Die Pumpe wird durch die Hähne 3 und 4 (siehe Abb. 115) gespült, die in den Hohlräumen der Dampfzylinder der Pumpe installiert sind.Im ersten Moment des Betriebs des Reglers ist der Dampfdruck an der Pumpe für ihren Betrieb nicht ausreichend, aber der Druck im Zylinderhohlraum sorgt für einen Hub des Ventils 16 (siehe Fig. 116, b) und Kondensat durch Loch 15 aus dem Zylinder in die Atmosphäre entfernt. Wenn die Reservepumpe in Betrieb ist, biegt sich die Gummimembran 13 unter Wasserdruck und stoppt das Spülen der Zylinder, wenn sie über die Stange 14 auf das Ventil einwirkt. Der betrachtete indirekte Wasserstandsregler ist signifikant perfekt und bietet eine ausreichende Regelgenauigkeit. Eine höhere Zuverlässigkeit der Regulierung bieten die Regulierungsbehörden des TsNII im. acad. A. I. Krylova.

Regulator der hydraulischen Stromversorgung des Zentralforschungsinstituts, benannt nach dem Akademiker Krylov

Schematische Darstellung des Stromversorgungsreglers des TsNII im. acad. Krylov ist in Abb. 1 dargestellt. 117. Der Sensor des Messelements (Kondensationsbehälter) 1 ist über Rohrleitungen mit dem Wasser- und Dampfraum des Kessels sowie mit dem unteren und oberen Hohlraum des Messelements 2 verbunden. Das verwendete Arbeitsmedium (Speisewasser) im Regler wird durch einen Filter gereinigt. Wenn der Regler eingeschaltet wird, wirkt eine Kraft, die dem Gewicht der Flüssigkeitssäule entspricht und von unten nach oben gerichtet und durch die Gewichte 9 und 10 ausgeglichen ist, auf die Membran 8. Bei einer Änderung des Wasserstandes im Kessel wird die Waage von Kräften, die auf die Membran wirken, wird gestört, diese biegt sich, dreht den Hebel in die eine oder andere Richtung, die wiederum über ein Hebelsystem das Verstärkungselement und den Betrieb der elektrisch angetriebenen Förderpumpe steuert, und auch schaltet den Alarm- und Schutzkreis zum richtigen Zeitpunkt ein.

Der Verstärkungskörper vom Düsentyp ist durch das Kesselspeisesystem mit den Hohlräumen des Kolbenservomotors verbunden. Um die Geschwindigkeit des Wassers und folglich seine kinetische Energie zu erhöhen, befindet sich im Verstärkergehäuse eine Düse. Wenn sich das schwingende Rohr dreht, fließt Wasser durch die Düse in den oberen oder unteren Hohlraum des Servomotors und bewegt den Kolben. Der Kolben durch ein Hebelsystem ändert die Größe des Durchflussbereichs des Vorschubsteuerventils.

Durch harte Rückkopplung wird das Gleichgewicht des Verstärkers wiederhergestellt, dh das Schwingrohr des Verstärkers wird in die nächstgelegene mittlere Position gebracht, in der das Arbeitswasser durch das Loch im Verstärkergehäuse in eine Warmbox geleitet wird. Das Versorgungssteuerventil 5 wird vom Servomotor in der Position gehalten, in der das Betriebspegel im Kessel gehalten wird.

Das Steuerventil kann manuell mit dem Griff 13 geöffnet und geschlossen werden. Zusätzlich zu den oben diskutierten indirekten hydraulischen Wasserstandsreglern können Hilfskessel mit pneumatischen und elektromechanischen Leistungsreglern ausgestattet werden. Elektromechanische Regler sind am weitesten verbreitet.

Elektromechanischer Leistungsregler

Ein Diagramm eines elektrischen Leistungsreglers mit einem Membranmesselement ist in Abb. 1 dargestellt. 118. Bei einer Änderung des Wasserstandes im Kessel übt das thermohydraulische Sensorelement einen anderen Impulsdruck auf die Membran aus (in der Abbildung nicht dargestellt). Die Kraft der Membran, die bei normalem Wasserstand durch die Nadel 4 auf den Hebel 7 übertragen wird, wird durch die Rückkopplungsfeder 6 ausgeglichen.

In diesem Fall arbeitet die elektrische Förderpumpe normal. Wenn der Wasserstand im Kessel abnimmt, steigt der hydrostatische Druck auf die Membran, die Nadel dreht den Hebel, der mittlere Kontakt 2 schließt mit Kontakt 3 und erhöht über das entsprechende elektrische Relais die Leistung der elektrischen Pumpe.

Wenn der Wasserstand steigt, schließt der mittlere Kontakt mit Kontakt 1 und das elektrische Relais verringert die Leistung der elektrischen Pumpe und schaltet sie gegebenenfalls aus. Das Drücken der Rückkopplungsfeder wird durch Drehen der Exzenterrolle 5 geregelt, die über ein Reduzierstück mit einem umkehrbaren Elektromotor (Servomotor) verbunden ist.Abhängig davon, welcher Kontaktkontakt 2 schließt, dreht die Drehung des Servomotors die Exzenterrolle 5 derart, dass die Rückkopplungsfeder die Rückkehr des Kontakts 2 in die mittlere Position durch den Hebel 7 erleichtern würde. Regler dieses Typs bieten eine sehr hohe Genauigkeit bei der Regulierung des Wasserstandes im Kessel.

Dampfdruckregelung

In Hilfskesseln wird der Dampfdruck durch Ändern der verbrannten Brennstoffmenge und der Luftzufuhr reguliert, d.h. durch Regulierung des Verbrennungsprozesses.

Verbrennungsprozesssteuerungen sind konstruktionsbedingt in mechanische, hydraulische, pneumatische und elektrische Steuerungen unterteilt. Mechanische Regler haben eine große Anzahl mechanischer Getriebe, eine unzureichende Empfindlichkeit und werden in Schiffskesselanlagen nicht verwendet. Pneumatische Regler haben aufgrund der mühsamen Einstellung aufgrund der großen Anzahl von Regulierungskörpern wenig Verwendung gefunden. Das Prinzip der Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks durch hydraulische Verbrennungssteuerung ist in der Abbildung in Abb. 1 dargestellt. 119.

Bei einem leichten Anstieg des Dampfdrucks in der Impulsleitung biegt sich der Balg des Messelements, die Nadel 6 wirkt auf den Zweiarmhebel und das Schwingrohr des Strahlverstärkers wird in Richtung der Achse der linken Empfangsdüse verschoben. In der unteren Kavität des Servomotors steigt der Druck an, bewegt den Kolben 10 in die obere Position und schließt durch ein Hebelsystem das Ventil 1.

Gleichzeitig wird mit dem Hebel 9 die Luftzufuhr durch das Luftregister reduziert (das Luftregister ist in Abb. 119 nicht dargestellt). Bei einem leichten Abfall des Dampfdrucks im Kessel erfolgt der umgekehrte Vorgang. Bei Ausfall des Reglers kann die Verbrennung manuell mit Knopf 8 gesteuert werden. In diesem Fall werden der Servomotor und der Verstärker getrennt. Ein solches Schema zur Regelung des Verbrennungsmodus im Vergleich zur herkömmlichen Wartung ermöglicht es Ihnen, erhebliche Brennstoffeinsparungen zu erzielen, da die verbrannte Brennstoffmenge mit der in den Ofen eintretenden Luftmenge übereinstimmt.

Steuergeräte, die in automatischen Steuerungssystemen verwendet werden

Quecksilberthermometer, die Temperaturen von 0 bis + 500 ° C messen können, weisen eine geringe mechanische Festigkeit auf und ihre Messwerte bleiben häufig hinter den tatsächlichen Temperaturänderungen zurück. Sie werden selten in automatischen Steuerungssystemen verwendet.

Flüssigkeits- oder Gasanzeigethermometer gemäß Abb. 120 haben diese Nachteile nicht. Der Wärmeballon 1 eines Flüssigkeitsthermometers (Fig. 120, a) ist mit einer leicht verdampfenden Flüssigkeit (Aceton, Chlormethyl oder einem Inertgas) gefüllt und kommuniziert mit einem herkömmlichen Manometer 3 mit Hilfe eines Kapillarröhrchens 2, der Skala davon ist in ° C abgestuft.

Das Manometer ist auf dem Bedienfeld installiert, und die Glühlampe befindet sich in einer Umgebung, deren Temperatur sich ändert. Mit zunehmender Temperatur des Mediums steigt der Druck im Zylinder und der Pfeil, der sich um einen bestimmten Winkel dreht, zeigt die wahre Temperatur an.

Die Temperatur im Ofen und in den Rauchgasen wird üblicherweise mit einem thermoelektrischen Thermometer (Thermoelement) gemessen (siehe Abb. 1). 120, b.

Ein Thermoelement besteht aus zwei Drähten aus verschiedenen Materialien, die in einem mit Isoliermaterial gefüllten Stahlgehäuse angeordnet sind. Die Enden der Drähte sind verlötet. Wenn sich die Temperatur des Mediums in unterschiedlichen Drähten ändert, entstehen Mikroströme, die zu einer Änderung der Position des Pfeils des Galvanometers 3 führen, der mit den freien Enden der Drähte verbunden ist. Die Galvanometerskala ist in ° C abgestuft.

Die Signalisierung und der Schutz von Systemen zur automatischen Regelung des Betriebs von Hilfskesseln erfolgt mit dem angelegten Relais und anderen Geräten.

Ein thermisches Relais, das über elektrische Geräte mit einem Regelkörper und Geräten für Ton- und Lichtalarme verbunden ist, ist in Abb. 1 dargestellt. 121, a. Der Thermostat ist ein Sensor für die Grenztemperatur von Wasser oder Dampf in Kesseln. Innerhalb des Messingrohrs 3 sind zwei flache Invar-Federn (Eisen-Nickel-Legierung) 5 Federn mit Kontakten 4 installiert. Ein bestimmter Spalt ist eingestellt. Der Thermostatkörper wird in die am gesteuerten Objekt installierte Armatur eingeschraubt. Aufgrund der Tatsache, dass Invar einen signifikant niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten mit einer Erhöhung der Temperatur des Mediums aufweist, wird sich die Feder nicht dehnen, bis der Spalt zwischen ihr und der Schulter der Achse 6 ausgewählt ist. Der Impuls wird übertragen an den Stromkreis.

In automatischen Steuerungssystemen von Kesseln wird ein Fotorelais als Verbrennungssensor verwendet. Das Fotorelais ist in Abb. 1 dargestellt. 121, b.

Das Funktionsprinzip des Fotorelais besteht darin, den elektrischen Widerstand der Fotozelle 14 zu ändern, wenn sich der Beleuchtungsgrad ändert. Gläser 16, die von der Seite des Feuerraums in das Relaisgehäuse eingesetzt werden, dienen zum Schutz des Fotowiderstands. Der Körper des fotoelektrischen Relais 12 ist mit einer Hülse 15 an der Vorderseite des Kessels befestigt. Ein Kabel ist vom Stromnetz über eine Dichtungsverschraubung 17 und eine Isolierplatte 13 mit dem Halbleiter-Fotowiderstand 14 verbunden.

Der Stromkreis des Kraftstoffzündsystems wird unterbrochen, wenn der Lichtstrom der Verbrennungsflamme den Widerstand des Halbleiters verringert. Wenn die Flamme bricht, steigt der Widerstand des Leiters stark an, der Schutzkreis wird eingeschaltet (die Magnetventile an den Brennstoff- und Versorgungssystemen des Kessels sind geschlossen) und der Alarmkreis wird eingeschaltet.

In elektrischen Steuerungssystemen für Schiffshilfskessel wird am häufigsten ein elektromagnetisches Relais verwendet.

Das elektromagnetische Relais ist in Abb. 1 dargestellt. 121, v. Im Fall des Stromdurchgangs durch die Spule 8 zieht der Kern 10 den Anker 9 an und schließt den Kontakt 11. In diesem Fall schaltet sich das Steuerobjekt ein. Wenn die Spule stromlos ist, öffnet die Rückkopplungsfeder 7 den Kontakt, d. H. Wirkt auf das gesteuerte Objekt. Ein solches Relais hat normalerweise offene Kontakte, d.h. Kontakte, die ohne Strom geöffnet sind.

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Automatisierungsstufen

Der Automatisierungsgrad wird bei der Planung eines Heizraums oder bei der Überholung / dem Austausch von Geräten festgelegt. Es kann von der manuellen Steuerung basierend auf Instrumentenablesungen bis zur vollautomatischen Steuerung basierend auf wetterabhängigen Algorithmen reichen. Der Automatisierungsgrad wird in erster Linie durch den Zweck, die Leistung und die Funktionsmerkmale des Gerätebetriebs bestimmt.

Die moderne Automatisierung des Kesselhausbetriebs impliziert einen integrierten Ansatz - die Steuerungs- und Regelungssubsysteme einzelner technologischer Prozesse werden zu einem einzigen Netzwerk mit Funktionsgruppensteuerung zusammengefasst.

4.1. Grundprinzipien der Kesselautomatisierung

Ein zuverlässiger, wirtschaftlicher und sicherer Betrieb eines Kesselhauses mit einer minimalen Anzahl von Wartungspersonal kann nur bei Vorhandensein einer thermischen Steuerung, einer automatischen Regelung und Steuerung technologischer Prozesse, einer Signalisierung und eines Geräteschutzes durchgeführt werden [8].

Die Hauptentscheidungen zur Automatisierung von Kesselhäusern werden bei der Entwicklung von Automatisierungsschemata (Funktionsdiagramme) getroffen. Automatisierungsschemata werden nach dem Entwurf von wärmetechnischen Schemata und der Entscheidungsfindung über die Wahl der Haupt- und Nebenausrüstung des Kesselraums, dessen Mechanisierung und wärmetechnische Kommunikation entwickelt. Die Hauptausrüstung umfasst eine Kesseleinheit, Rauchabsauger und Ventilatoren, und die Zusatzausrüstung umfasst eine Pump- und Entlüftungseinheit, eine chemische Wasseraufbereitungsanlage, eine Heizeinheit, eine Kondensatpumpstation, eine Gasverteilungsstation, ein Heizöl (Kohle) Lager und eine Kraftstoffversorgung.

Der Umfang der Automatisierung richtet sich nach SNiP II-35-76 (Abschnitt 15 - "Automatisierung") und den Anforderungen der Hersteller thermomechanischer Geräte.

Der Automatisierungsgrad von Kesselhäusern hängt von folgenden technischen Hauptfaktoren ab:

- Kesseltyp (Dampf, heißes Wasser, kombinierter Dampf und Wasser);

- die Auslegung des Kessels und seiner Ausrüstung (Trommel, Direktstrom, Gusseisenprofil usw.), die Art des Luftzuges usw.; die Art des Brennstoffs (fest, flüssig, gasförmig, kombiniert - Gas-Öl, pulverisiert) und die Art der Brennstoffverbrennungsvorrichtung (TSU);

- die Art der Wärmelasten (Industrie, Heizung, Einzel usw.);

- die Anzahl der Kessel im Heizraum.

Bei der Erstellung eines Automatisierungsschemas werden die wichtigsten Teilsysteme für automatische Steuerung, technologischen Schutz, Fernsteuerung, wärmetechnische Steuerung, technologische Blockierung und Signalisierung bereitgestellt.

Allgemeine Struktur

Die Kesselhausautomatisierung basiert auf einem zweistufigen Steuerungsschema. Die untere (Feld-) Ebene umfasst Geräte der lokalen Automatisierung, die auf programmierbaren Mikrocontrollern basieren, die technischen Schutz und Blockierung, Anpassung und Änderung von Parametern implementieren, sowie Primärkonverter physikalischer Größen. Dies umfasst auch Geräte zum Konvertieren, Codieren und Übertragen von Informationsdaten.

Die obere Ebene kann in Form eines im Schaltschrank eingebauten Grafikterminals oder einer auf einem Personal Computer basierenden automatisierten Bedienerarbeitsstation dargestellt werden. Hier werden alle Informationen von den Low-Level-Mikrocontrollern und Systemsensoren angezeigt und Betriebsbefehle, Einstellungen und Einstellungen eingegeben. Neben dem Versand des Prozesses werden die Aufgaben der Optimierung der Modi, der Diagnose der technischen Bedingungen, der Analyse der Wirtschaftsindikatoren, der Archivierung und der Datenspeicherung gelöst. Bei Bedarf werden die Informationen an das allgemeine Unternehmensmanagementsystem (MRP / ERP) oder die Abrechnung übertragen.

Unterscheidungsmerkmale

Technologischer Schutz. Das System der automatischen Ein- und Ausgabe von Schutzvorrichtungen gewährleistet die Möglichkeit eines normalen Betriebs von technologischen Geräten in allen Betriebsarten, einschließlich Startmodi, ohne dass das Personal in den Betrieb der Schutzvorrichtungen eingreift. Der Schnittstellenteil des Subsystems für technologische Schutzmaßnahmen und Verriegelungen besteht aus einer Form, die für das Verständnis des Algorithmus praktisch ist und es Ihnen ermöglicht, die Gründe für die Schutz- oder Blockierungswirkung schnell und effizient zu verstehen.

Technologische Schutzmaßnahmen umfassen:

• automatische und autorisierte manuelle Aktivierung / Deaktivierung,
• autorisierte Anpassung der Schutzeinstellungen
• Kontrolle der Aktion und Registrierung der Grundursache der Aktivierung
• Erstellung von Protokollen für Notfallsituationen, Registrierung von Änderungen analoger und diskreter Parameter vor und nach dem Unfall.

Automatisiertes Subsystem zur Kesselbrennersteuerung (SAUG). Ein Merkmal des Subsystems ist seine tiefe Integration mit PTK KRUG-2000... Mit SAUG können Sie automatisch die Dichtheit von Gasarmaturen überprüfen und Brenner zünden sowie die Anforderungen von Regulierungsdokumenten für den sicheren Betrieb von Gasanlagen von Kesseleinheiten umsetzen. Weitere Informationen zum Subsystem finden Sie auf der Seite Zündsteuerungssubsystem für Kesseleinheitsbrenner (SAUG).

Automatische Regelung. Automatische Steuerungen bieten moderne Systemlösungen, die einen stabilen Betrieb im Bereich der zulässigen Lasten gewährleisten, wie z.

• Implementierung von Mehrkreisregelkreisen und Steuerkreisen mit Korrektursignalen
• Algorithmen zum Umschalten von einer Kraftstoffart auf eine andere
• die Fähigkeit, einstellbare Parameter und Aktuatoren zu ändern
• Korrektur des Verweises auf den Verbrennungsluftregler entsprechend dem Sauerstoffgehalt, dem Verbrauch und der Art des verbrannten Kraftstoffs
• Logiksteuerkreise und technologische Verriegelungen, die die Sicherheit der Regler im normalen und transienten Modus gewährleisten
• verschiedene Arten des Auswuchtens
• Fehlersignalisierung
• Umgang mit ungültigen Parametern
• Tracking-Modi usw.

Kontrolle der Exekutivmechanismen (MI). Die MI-Steuerung wird unter Berücksichtigung der Prioritäten der eingehenden Signale durchgeführt. Prozessschutzsignale haben höchste Priorität. Die nächsten Prioritäten sind die Befehle für logische Aufgaben (Verriegelungen des normalen Betriebs). Dann - Bedienungsbefehle. Die Fernsteuerung des MI erfolgt über Videobilder, auf denen das entsprechende Gerät angezeigt wird, über virtuelle Bedienfelder, einen Manipulator vom Typ "Maus" oder eine funktionale Tastatur. Die Funktionen der Gruppensteuerung des IM werden bereitgestellt.

Automatisierung von Kesselanlagen

Der moderne Markt ist sowohl durch einzelne Geräte und Vorrichtungen als auch durch inländische und importierte automatische Sets für Dampf- und Heißwasserkessel weit verbreitet. Zu den Automatisierungstools gehören:

• Zündsteuerausrüstung und das Vorhandensein einer Flamme, Starten und Steuern des Brennstoffverbrennungsprozesses in der Brennkammer der Kesseleinheit;
• spezialisierte Sensoren (Zugmessgeräte, Temperatur- und Drucksensoren, Gasanalysatoren usw.);
• Aktuatoren (Magnetventile, Relais, Servoantriebe, Frequenzumrichter);
• Bedienfelder für Kessel und allgemeine Kesselausrüstung (Konsolen, Sensordiagramme);
• Schaltschränke, Kommunikations- und Stromversorgungsleitungen.

Bei der Auswahl technischer Steuerungs- und Überwachungsmittel sollte besonders auf die Sicherheitsautomatisierung geachtet werden, die das Auftreten abnormaler Situationen und Notsituationen ausschließt.

Das Funktionsprinzip der Kesselautomatisierung

Das Funktionsprinzip der Gaskesselautomatisierung ist einfach. Es ist zu berücksichtigen, dass sowohl ausländische als auch russische Hersteller in ihren Produkten dasselbe Funktionsprinzip anwenden, obwohl die Geräte strukturell unterschiedlich sein können. Die einfachste und zuverlässigste Kesselautomatisierung sind automatische Gasventile italienischer Hersteller.

Das Funktionsprinzip der Kesselautomatisierung lautet also wie folgt:

• Alle Strukturelemente befinden sich in einem Gehäuse, an das Gasleitungen angeschlossen sind. Zusätzlich sind ein Kapillarrohr von den Schub- und Temperatursensoren (Thermoelementen), eine Gasversorgungsleitung für den Zünder und ein Kabel vom piezoelektrischen Element an das Gerät angeschlossen.
• Im Inneren befinden sich ein Absperrmagnetventil, dessen Normalzustand "geschlossen" ist, sowie ein Gasdruckregler und ein federbelastetes Ventil. Jeder automatische Gaskessel, der mit einem kombinierten Gasventil ausgestattet ist, wird manuell gestartet.Zunächst wird der Kraftstoffweg durch ein Magnetventil abgesperrt. Während wir die Unterlegscheibe halten, drücken wir den Knopf des piezoelektrischen Geräts und zünden den Zünder, der das wärmeempfindliche Element 30 Sekunden lang erwärmt. Es erzeugt eine Spannung, die das Magnetventil offen hält, wonach die Einstellscheibe freigegeben werden kann.
• Dann drehen wir die Waschmaschine auf die gewünschte Abteilung und öffnen dadurch den Zugang zum Brenner zum Brenner, der unabhängig vom Zünder gezündet wird. Da die Automatisierung von Gaskesseln darauf ausgelegt ist, die eingestellte Temperatur des Kühlmittels aufrechtzuerhalten, ist kein menschliches Eingreifen mehr erforderlich. Hier lautet das Prinzip wie folgt: Das Medium im Kapillarsystem dehnt sich beim Erhitzen aus und wirkt auf das Federventil und schließt es, wenn eine hohe Temperatur erreicht wird.
• Der Brenner wird gelöscht, bis das Thermoelement abgekühlt ist und die Gasversorgung wieder aufgenommen wird.

Das Funktionsprinzip der Gaskesselautomatisierung ist einfach. Es ist zu berücksichtigen, dass sowohl ausländische als auch russische Hersteller in ihren Produkten dasselbe Funktionsprinzip anwenden, obwohl die Geräte strukturell unterschiedlich sein können. Die einfachste und zuverlässigste Kesselautomatisierung sind automatische Gasventile italienischer Hersteller.

Subsysteme und Funktionen

Jedes Kesselraumautomatisierungsschema umfasst Steuerungs-, Regelungs- und Schutzsubsysteme. Die Regelung erfolgt durch Aufrechterhaltung des optimalen Verbrennungsmodus durch Einstellen des Vakuums im Ofen, des Primärluftdurchsatzes und der Parameter des Kühlmittels (Temperatur, Druck, Durchflussmenge). Das Steuerungssubsystem gibt tatsächliche Daten über den Betrieb des Geräts an die Mensch-Maschine-Schnittstelle aus. Schutzvorrichtungen gewährleisten die Verhinderung von Notfallsituationen bei Verstößen gegen normale Betriebsbedingungen, die Lieferung eines Lichts, eines Tonsignals oder das Abschalten der Kesseleinheiten unter Behebung der Ursache (auf einem Grafikdisplay, einem Mnemonikdiagramm, einer Tafel). .

Kommunikationsprotokolle

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

3.2.1. Thermodiagramme von Kesselräumen mit Heißwasserkesseln und die Grundlagen ihrer Berechnung

Um den Verbrauch von Speisewasser während des kontinuierlichen Abblasens zu reduzieren, wird eine zweistufige Verdampfung verwendet.

Wasser aus der Rücklaufleitung von Heizungsnetzen fließt zu den Netzpumpen.

Um die Art der Warmwasseraufbereitung auszugleichen sowie den Druck in Warm- und Kaltwasserversorgungssystemen in Heizkesselräumen zu begrenzen und auszugleichen, ist die Installation von Lagertanks vorgesehen. Das Wasser wird ihnen durch Zusatzpumpen aus dem Tank zugeführt, die Verluste in den Netzen ausgleichen.

Die hintere Firewall im oberen Teil des Feuerraums ist spärlich und bildet die sogenannte Jakobsmuschel. In diesem Fall beziehen sich die Durchsatzwerte auf 0,5: 0,7: 1: 2. Sie werden als Absperrventile für Durchgangsdurchmesser bis mm verwendet.

Anstelle der im Diagramm gezeigten Drosselklappenmembran ist es wünschenswert, den Übergang der Rohrleitung zu einem kleineren Durchmesser vorzunehmen. Es gibt zwei Arten von Wasserheizungsnetzen: geschlossen und offen.

Thermodiagramme können einfach, detailliert und funktionsfähig oder installiert sein. Je nach Art des Wärmeträgers werden die Kesselräume in Warmwasser-, Dampf- und Dampfwasserheizung unterteilt.Die Siebrohre des Ofens befinden sich in einer Zone hoher Temperaturen, daher ist es notwendig, die Wärme unter Verwendung des in diesen Rohren zirkulierenden Wassers intensiv abzuleiten. Die Qualität der Wasseraufbereitung zum Nachfüllen eines offenen Heizungssystems sollte erheblich höher sein als die Qualität des Wassers zum Nachfüllen eines geschlossenen Systems, da für die Warmwasserversorgung dieselben Anforderungen gelten wie für das Trinken von Leitungswasser. Die an der Rücklaufleitung installierte Netzumwälzpumpe sorgt für den Speisewasserfluss zum Kessel und anschließend zum Wärmeversorgungssystem.

Diagramme der Kesselanlagen

Das Schema eines Dampfheizkesselhauses besteht aus zwei Kreisläufen: 1 zur Erzeugung von Dampf und 2 zur Erzeugung von Warmwasser. Der Bau von Kesselhäusern mit Dampf- und Heißwasserkesseln ist nur dann wirtschaftlich machbar, wenn die Gesamtheizleistung des Kesselhauses mehr als 50 MW beträgt. Die Überlebensfähigkeit des Heizraums kann erheblich erhöht werden, wenn die Steuerung aufgeteilt wird. Bei einem Teil der Asche in Form von flüssiger und pastöser Schlacke werden jedoch zusammen mit unverbrannten Brennstoffpartikeln die Rauchgase aufgefangen und aus der Brennkammer entfernt. Die Menge an gemischtem Wasser wird durch das Ventil 5 in Abhängigkeit von der Größe der Wärmebelastung reguliert.

Wärmeschemata von Warmwasserheizkesselhäusern können je nach Technologie in zwei Typen und mehrere Unterarten unterteilt werden. Ein Entlüfter ist für die Aufbereitung von Kesselspeisewasser und Heiznetzspeisewasser vorgesehen. Das Vakuum im Entlüfter wird aufrechterhalten, indem das Luft-Dampf-Gemisch mit einem Wasserstrahl-Ejektor aus der Entlüftersäule abgesaugt wird. Die Vorbehandlung von Wasser wird als Wasseraufbereitung bezeichnet, und aufbereitetes Wasser, das zum Antrieb von Kesseln geeignet ist, wird als Nährwasser bezeichnet. Der PID-Regler hält eine konstante Wassertemperatur an den Auslässen von Hochgeschwindigkeits-Warmwasserbereitern aufrecht, indem er die Heizwassertemperatur reibungslos ändert. ✅ Heizraum in einem Privathaus von 180 qm Und ein warmer Wasserboden.

Energieeinsparung und soziale Auswirkungen der Automatisierung

Durch die Automatisierung von Kesselhäusern wird die Möglichkeit von Unfällen mit der Zerstörung von Kapitalstrukturen und dem Tod von Servicepersonal vollständig ausgeschlossen. ACS ist in der Lage, den normalen Betrieb von Geräten rund um die Uhr sicherzustellen, um den Einfluss des menschlichen Faktors zu minimieren.

Angesichts des kontinuierlichen Preisanstiegs für Kraftstoffressourcen ist der energiesparende Effekt der Automatisierung von nicht geringer Bedeutung. Die Einsparung von Erdgas, die während der Heizperiode bis zu 25% erreicht, wird gewährleistet durch:

• optimales Verhältnis "Gas / Luft" im Brennstoffgemisch bei allen Betriebsarten des Kesselraums, Korrektur des Sauerstoffgehalts in Verbrennungsprodukten;
• die Fähigkeit, nicht nur Kessel, sondern auch Gasbrenner anzupassen;
• Regulierung nicht nur durch die Temperatur und den Druck des Kühlmittels am Einlass und Auslass der Kessel, sondern auch unter Berücksichtigung der Umgebungsparameter (wetterabhängige Technologien).

Darüber hinaus können Sie mithilfe der Automatisierung einen energieeffizienten Algorithmus zum Heizen von Nichtwohngebäuden oder Gebäuden implementieren, die an Wochenenden und Feiertagen nicht verwendet werden.

Diagramme der Kesselanlagen

Das vom Entlüfterkopf entfernte Dampf-Wasser-Gemisch passiert einen Wärmetauscher - Dampfkühler.

Vakuumentlüfter werden häufig in Kesselräumen mit Heißwasserkesseln installiert. Erstellen Sie ein Wärmeversorgungsschema. Vom Speisewasserentlüfter führt die Förderpumpe Wasser zu den Dampfkesseln und zur Einspritzung in die VR China.

Wenn sich an den Innenwänden der Wandrohre Zunder bilden, ist es schwierig, Wärme von den glühenden Verbrennungsprodukten auf Wasser oder Dampf zu übertragen, und es kann zu einer Überhitzung des Metalls und einem Bruch der Rohre unter dem Einfluss des Innendrucks kommen. Da der Wasserverbrauch in einem offenen System zeitlich ungleichmäßig ist, müssen entlüftete Warmwasserspeicher installiert werden, um den täglichen Zeitplan für die Belastung der Warmwasserversorgung anzupassen und die geschätzte Kapazität von Kesseln und Wasseraufbereitungsanlagen zu verringern.Eine Umwälzung ist erforderlich, um das Wasser am Einlass der Stahlkessel auf eine Temperatur zu erwärmen, die höher als die Taupunkttemperatur ist, deren Werte von der Brennstoffart abhängen, und um einen konstanten Wasserfluss durch die Kessel aufrechtzuerhalten.

Bei periodischen Abblasen wird Wasser, das eine erhebliche Menge Schlamm enthält, zu einem periodischen Abblasexpander-Bubbler geleitet, von wo aus der erzeugte Dampf in die Atmosphäre abgelassen wird und der Rest des Wassers mit Schlamm in den Abwasserkanal abgelassen wird. Wenn bei der Berechnung des thermischen Diagramms eines Kesselhauses mit Warmwasserbereitung keine Phasenumwandlungen des erwärmten und gekühlten Wassermediums vorliegen, kann die Wärmebilanzgleichung in allgemeiner Form wie folgt geschrieben werden: 3. Solche Bedingungen erfordern manchmal die Verwendung eine erhöhte Anzahl von Pumpen in den Wärmekreisläufen von Kesselhäusern - Winter- und Sommernetzpumpen, Pumpen, Umwälzen und Nachfüllen auch im Winter und Sommer.

Alternative erneuerbare Quellen wie Sonne, Wind, Wasser, Regenwasser und Biomasse machen trotz des rasanten Wachstums nur einen geringen Anteil am Gesamtenergieverbrauch aus. Dies minimiert das Fell. Wenn der Wasserdruck auf 0,03 MPa verringert wird, kocht das Wasser bei diesem Druck bei einer Temperatur von 68,7 ° C. In ihnen gibt Dampf Wärme an das Speisewasser ab, kondensiert und Kondensat wird in den allgemeinen Speisewasserstrom gegossen.

Allgemeine Entwurfsüberlegungen

Heizkreise, in denen sich der Wasserfluss durch den Kessel ändert. Ferner fließt das erwärmte Netzwerkwasser durch Rohrleitungen zum Verbraucher. Im Allgemeinen ist eine Kesselanlage eine Kombination aus Kessel, Kesseln und Ausrüstung, einschließlich der folgenden Geräte.

Wenn das Dampfheizkesselhaus offene Wassernetze versorgt, sieht der Wärmekreislauf die Installation von zwei Entlüftern vor - für Speisewasser und Zusatzwasser. Die an der Rücklaufleitung installierte Netzumwälzpumpe sorgt für den Speisewasserfluss zum Kessel und anschließend zum Wärmeversorgungssystem. Datum hinzugefügt:; Ansichten:;. Schematische Darstellung eines Kesselraums mit Dampfkesseln, die Dampf und Warmwasser liefern 1 - Kessel; 2 - ROU, 3 - Steuerventil, 4 - Dampf-Wasser-Wärmetauscher, 5 - Kondensatablauf, 6 - Netzpumpe, 7 - Filter, 8 - Nachfüllregler, 9 - Entlüfter, 10 - Förderpumpe, 11 - Chemikalie Wasseraufbereitungsvorrichtungen, 12 - Zusatzpumpe Dampfwasserkessel, auch gemischte Kessel genannt, sind mit den oben genannten Arten von Dampf- und Heißwasserkesseln oder kombinierten Dampf- und Wasserkesseln, beispielsweise vom Typ KTK, ausgestattet und sind Entwickelt, um Dampf für technologische Bedürfnisse und Warmwasser zu erzeugen, um Lasten für Heizung, Lüftung und Heißluft bereitzustellen. Seltsames Heizraumschema