A gőz-víz kazánok munka-automatizálása és védelme

A kazán automatizálásának általános problémái

A modern civilizáció egyik legsürgetőbb problémája, ugyanakkor az egyik legősibb, amely gyakorlati megoldásokat kapott, az automatizálás problémája. Az ókori vadászok számszeríjjai és csapdái példák olyan automatikus eszközökre, amelyek szükség esetén tüzelnek.
Az ókori egyiptomi templomokban mindenféle tüntetést emberi részvétel nélkül indítottak el, de csak akkor, amikor a megfelelő helyzet kialakult. Az automatizálás hatalmas bevezetése az emberek modern mindennapjaiba csak megerősíti ennek a problémának a jelentőségét napjainkban. Ez különösen észrevehető az emberi termelési tevékenységekben. Az egységek egységkapacitásának folyamatos növekedése, termelékenységük növekedése gyorsabb és helyesebb döntéshozást igényel.

Ezeknek a döntéseknek az időegységre jutó száma folyamatosan növekszik, a helyességükért való felelősség is növekszik. Az ember pszichofiziológiai képességei már nem teszik lehetővé, hogy megbirkózzon a megnövekedett információáramlás feldolgozásával.

A legújabb számítástechnika és a kontrollelmélet hatékony módszerei segítenek. Az egyre bonyolultabb technológiai és hőtechnikai folyamatok megkövetelik az automatizálás technikai eszközeinek sebességének növelését. Ugyanakkor nő a meghibásodás költsége, és nőnek a berendezések megbízhatóságára és túlélhetőségére vonatkozó követelmények. Az automatizálási eszközök terén elért haladás szorosan összefügg a számítástechnika elemeinek változásával. Most szinte az összes készülék mikroprocesszorokra épül.

Ez lehetővé teszi bonyolultabb algoritmusok feldolgozását, a technológiai paraméterek mérésének pontosságának növelését és az egyes eszközök olyan funkciókkal történő betöltését, amelyek korábban nem voltak benne rejlőek. És ami a legfontosabb, információcsere egymással, egységes ellenőrzési rendszerként működik.

Mi az a gőzkazán?

A gőzkazán gőzképző egység. Ebben az esetben a készülék 2 féle gőzt képes adni: telített és túlhevített. A telített gőz hőmérséklete 100ºC és nyomása 100 kPa. A túlhevített gőzt magas hőmérséklet (legfeljebb 500ºC) és nagy nyomás (több mint 26 MPa) jellemzi.

Jegyzet: A telített gőzt a magánházak fűtésére használják, míg a túlhevített gőzt az iparban és az energiában. Jobban továbbítja a hőt, ezért a túlhevített gőz használata növeli a telepítés hatékonyságát.

Hol használnak gőzkazánokat:

1. A fűtési rendszerben a gőz energiahordozó.
2. Az energetikában ipari gőzgépeket (gőzfejlesztőket) használnak villamos energia előállítására.
3. Az iparban a túlhevített gőz felhasználható mechanikus mozgássá és járművek mozgatására.

Automatizálási eszközök kazánházakhoz

Automatizálási berendezések:

• folyamatparaméter-érzékelők;
• működtető egységek, amelyek a szabályozó testeket parancsokkal a megfelelő irányba mozgatják;
• vezérlőberendezések, amelyek az érzékelőkből származó információkat feldolgozzák a beléjük ágyazott algoritmusoknak és programoknak megfelelően, és parancsokat generálnak a működtetőkhöz;
• eszközök a vezérlési módok kiválasztására és a működtetők távvezérlésére;
• az információk megjelenítése és bemutatása az operatív személyzet számára;
• eszközök technológiai információk dokumentálására és archiválására;
• az információk kollektív bemutatásának eszközei.

Mindez a technológia a múlt század második felében forradalmi változásokon ment keresztül, nem utolsósorban a szovjet tudomány eredményeinek köszönhetően. Így például a nyomás, az áramlás, a sebesség és a folyadékok és gázok szintjének, valamint az erő és a tömeg mérésére széles körben használt mérőműszerek megváltoztatták az érzékeny elem fizikai elvét.

Az erő hatására meghajló és elektromechanikus átalakító rúdját mozgató membrán helyett a feszültségmérő módszert kezdték alkalmazni. Lényege, hogy egyes anyagok mechanikai hatással megváltoztatják elektromos paramétereiket. Egy érzékeny mérőáramkör rögzíti ezeket a változásokat, és az eszközbe épített számítástechnikai eszköz átalakítja őket egy technológiai paraméter értékévé.

Az eszközök kompaktabbá, megbízhatóbbá, pontosabbá váltak. És technológiailag fejlettebb a termelésben. A modern működtetők nemcsak a "be" és "ki" parancsokat fogadják el, mint sok éven át. Digitális kódban fogadhatnak parancsokat, függetlenül dekódolhatják őket, végrehajthatják és beszámolhatnak cselekedeteikről és állapotukról. A vezérléstechnika a lámpaszabályozóktól és a relés érintkező áramköröktől a mikroprocesszor-alapú szabályozó, logikai és demonstrációs vezérlőkig terjedt.

Az NIITeplopribor által kifejlesztett első szovjet mikroprocesszoros szabályozó vezérlő tesztjeit 1980 januárjában hajtották végre a moszkvai Energetikai Intézet oktatási TPP-jén. A CHP a Mosenergo részeként működik. A név három szójának első szótagjai szerint a termék neve "Remikont" volt. Öt évvel később három nagy ipari létesítményben végeztek több nagyszabású ipari tesztet a Remikonts-tól. Ettől a pillanattól kezdve az ország egész területén és külföldi projektekben csak mikroprocesszoros vezérlőket helyeztek el az új APCS-kben.

Külföldön egy kicsit korábban megkezdődött az ilyen vezérlők használata a különböző objektumok automatizálási rendszereiben. A mikroprocesszoros vezérlő egy számítástechnikai eszköz, amelyet kifejezetten egy technológiai objektum vezérlésére terveztek, és annak közvetlen közelében helyezkedik el.

A vezérlő a következő blokkokból és eszközökből áll:

• Tápegység;
• számológép;
• bemeneti egység különböző névleges analóg jelekhez galvanikus leválasztással;
• beviteli eszköz aktív (feszültség formájában) és passzív (száraz érintkezés formájában) diszkrét jelekhez;
• kimeneti egység különböző névleges analóg jelekhez galvanikus leválasztással;
• kimeneti eszköz aktív és passzív diszkrét jelekhez;
• interfész eszköz a vezérlőnek a rendszerinformációs mezőhöz való csatlakoztatásához.

Kommunikációs protokollok

A kazánművek mikrokontrollerekre épülő automatizálása minimalizálja a relékapcsoló és vezérlő áramvezetékek használatát a funkcionális áramkörben. Különleges interfésszel és adatátviteli protokollal rendelkező ipari hálózatot használnak az ACS felső és alsó szintjének kommunikálására, információk átadására szenzorok és vezérlők között, valamint parancsok továbbítására végrehajtó eszközöknek. A legszélesebb körben használt szabványok a Modbus és a Profibus. Kompatibilisek a hőellátó létesítmények automatizálásához használt berendezések nagy részével. Megkülönböztetik őket az információátadás megbízhatóságának magas mutatói, egyszerű és érthető működési elvek.

Automatizált hőerőművek

1992-ben a moszkvai önkormányzati energiaágazatot irányító szervezet - a MOSTEPLOENERGO - úgy döntött, hogy modern APCS-t vezet be az egyik új épületébe. Az RTS "PENYAGINO" távhőállomást választották. Az állomás első szakaszát négy KVGM-100 típusú kazán részeként építették.Ebben az időben a Remikonts fejlesztése a PTK KVINT szoftver- és hardver komplexum megjelenéséhez vezetett. Maguk a Remikonts mellett a teljes szoftverrel ellátott személyi számítógépen alapuló kezelőállomás, egy számítógépes szoftvercsomag támogatott tervezésű CAD rendszer.

A körzeti hőállomás APCS funkciói:

• a kazán hideg állapotból történő teljesen automatikus beindítása, mielőtt az üzemmódba lépne, a monitor képernyőn a "START" gombra kattintva;
• a kimenő víz hőmérsékletének fenntartása a hőmérsékleti ütemezésnek megfelelően;
• a tápvízfogyasztás ellenőrzése az utánpótlás figyelembe vételével;
• technológiai védelem üzemanyag-elzárással;
• az összes hőmérnöki paraméter ellenőrzése és azok bemutatása az üzemeltető számára a személyi számítógép képernyőjén;
• az egységek és mechanizmusok állapotának figyelése - "ON" vagy "OFF";
• működtetők távvezérlése a monitor képernyőről és a vezérlési módok kiválasztása - kézi, távoli vagy automatikus;
• az üzemeltető tájékoztatása a szabályozók működésében tapasztalható szabálytalanságokról;
• kommunikáció a terület diszpécserével a digitális információs csatornán keresztül.

A rendszer technikai részét négy szekrénybe rendezték - mindegyik kazánhoz egyet. Minden szekrény négy keret-moduláris vezérlővel rendelkezik.

A vezérlők közötti feladatok az alábbiak szerint oszlanak meg:

1. vezérlő elvégezte a kazán beindításához szükséges összes műveletet. A Teploenergoremont által javasolt indítási algoritmussal összhangban:

• a vezérlő bekapcsolja a füstelvezetőt, és szellőzteti a tűztéret és a kéményeket;
• bekapcsolja a levegőellátó ventilátort;
• magában foglalja a vízellátó szivattyúkat;
• összeköti a gázt az egyes égők meggyújtásához;
• lángszabályozással megnyitja a főgázt az égőkhöz.

2. vezérlő duplikált változatban készült. Ha a kazán beindítása során a berendezés meghibásodása nem szörnyű, mivel leállíthatja a programot és mindent elölről kezdhet, akkor a második vezérlő sokáig fenntartja a fő módot.

Különleges felelőssége van a hideg évszakban. A kazánház rendellenes helyzetének automatikus diagnosztizálása során automatikus ütköző nélküli átkapcsolás történik a fő vezérlőről a tartalékra. A technológiai védelem ugyanazon a vezérlőn szerveződik. 3. vezérlő kevésbé kritikus funkciókhoz tervezték. Ha nem sikerül, hívhat egy szerelőt és várhat egy ideig. A kazánmodell ugyanarra a vezérlőre van programozva.

Segítségével a teljes vezérlőprogram teljesítményének indítása előtti ellenőrzése megtörténik. Az operatív személyzet képzésére is használják. A moszkvai RTS PENYAGINO, KOSINO-ZHULEBINO, BUTOVO, ZELENOGRAD fej ACS létrehozásának munkáját a MOSPROMPROEKT (tervezési munka), a TEPLOENERGOREMONT (vezérlő algoritmusok), a NIITeplopribor (mikroprocesszor központi része) munkacsoportja végezte. .

Alrendszerek és funkciók

Bármely kazánház automatizálási séma magában foglalja az irányítási, szabályozási és védelmi alrendszereket. A szabályozás az optimális égési üzemmód fenntartásával történik a kemence vákuumának, az elsődleges levegő áramlási sebességének és a hűtőfolyadék paramétereinek (hőmérséklet, nyomás, áramlási sebesség) beállításával. Az ellenőrzési alrendszer tényleges adatokat szolgáltat a berendezés működéséről az ember-gép interfészre. A védőeszközök garantálják a vészhelyzetek megelőzését a normál működési feltételek megsértése, a fény, a hangjelzés vagy a kazánegységek leállítása esetén az ok rögzítésével (grafikus kijelzőn, emlékeztető ábrán, táblán) .

4.1. A kazán automatizálásának alapelvei

A kazánház megbízható, gazdaságos és biztonságos üzemeltetése minimális számú karbantartó személyzettel csak hőszabályozás, a technológiai folyamatok automatikus szabályozása és vezérlése, a jelzés és a berendezések védelme mellett végezhető el [8].

A kazánházak automatizálásával kapcsolatos főbb döntéseket az automatizálási sémák (funkcionális diagramok) kidolgozása során hozzák meg.Az automatizálási sémákat a hőtechnikai tervek megtervezésével és a kazánház fő- és segédberendezésének megválasztásával, annak gépesítésével és hőtechnikai kommunikációjával kapcsolatos döntések meghozatalával alakítják ki. A fő berendezés tartalmaz egy kazánegységet, füstelvezető készülékeket és ventilátorokat, a kiegészítő berendezésekhez pedig egy szivattyú- és légtelenítő egységet, egy vegyszeres víztisztító telepet, egy fűtőegységet, egy kondenzátum szivattyútelepet, egy gázelosztó állomást, egy fűtőolajat (szenet). raktár és üzemanyag-ellátás.

Az automatizálás alkalmazási területe az SNiP II-35-76 (15. szakasz - "Automatizálás") és a termikus mechanikus berendezések gyártói követelményeinek megfelelően történik.

A kazánházak automatizálásának szintje a következő fő technikai tényezőktől függ:

- kazán típusa (gőz, meleg víz, kombinált - gőz és víz);

- a kazán és felszerelésének kialakítása (dob, közvetlen áramlás, öntöttvas keresztmetszet nyomással stb.), a merülés típusa stb. az üzemanyag típusa (szilárd, folyékony, gáznemű, kombinált - gázolaj, porított) és az üzemanyag-égető készülék (TSU) típusa;

- a hőterhelések jellege (ipari, fűtési, egyedi stb.);

- a kazánházban lévő kazánok száma.

Az automatizálási séma elkészítésekor biztosítják az automatikus vezérlés, a technológiai védelem, a távvezérlés, a hőmérnöki vezérlés, a technológiai blokkolás és a jelzés fő alrendszereit.

Célok és célok

A modern kazánautomatizálási rendszerek képesek garantálni a berendezések problémamentes és hatékony működését a kezelő közvetlen beavatkozása nélkül. Az emberi funkciók az egész eszközkészlet egészségi állapotának és paramétereinek online ellenőrzésére korlátozódnak. A kazánház automatizálása a következő feladatokat oldja meg:

• A kazánok automatikus indítása és leállítása.
• A kazán kimenetének szabályozása (kaszkádvezérlés) a megadott elsődleges beállítások szerint.
• A nyomásfokozó szivattyú vezérlése, a hűtőfolyadék szintjének szabályozása a munka- és a fogyasztói körökben.
• A jelzőeszközök vészleállítása és aktiválása a beállított határokon túli működési értékek esetén.