ทำงานอัตโนมัติและการป้องกันหม้อไอน้ำร้อน

ปัญหาทั่วไปของระบบหม้อไอน้ำอัตโนมัติ

ปัญหาเร่งด่วนที่สุดประการหนึ่งของอารยธรรมสมัยใหม่และในขณะเดียวกันสิ่งที่เก่าแก่ที่สุดอย่างหนึ่งซึ่งได้รับการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติคือปัญหาของระบบอัตโนมัติ หน้าไม้และกับดักของนักล่าโบราณเป็นตัวอย่างของอุปกรณ์อัตโนมัติที่จะยิงเมื่อพวกเขาต้องการ
การเดินขบวนทุกรูปแบบในวิหารของอียิปต์โบราณเกิดขึ้นโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของมนุษย์ แต่ก็ต่อเมื่อสถานการณ์ที่เหมาะสมเกิดขึ้นเท่านั้น การนำระบบอัตโนมัติเข้ามาใช้ในชีวิตประจำวันสมัยใหม่ของผู้คนจำนวนมากเป็นการยืนยันความเกี่ยวข้องของปัญหานี้ในยุคของเราเท่านั้น สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกิจกรรมการผลิตของมนุษย์ การเติบโตอย่างต่อเนื่องของกำลังการผลิตของหน่วยการเพิ่มขึ้นของผลผลิตต้องการการตัดสินใจที่รวดเร็วและถูกต้องมากขึ้น

จำนวนการตัดสินใจต่อหน่วยเวลาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องความรับผิดชอบต่อความถูกต้องก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ความสามารถทางจิตสรีรวิทยาของบุคคลไม่อนุญาตให้เขารับมือกับการประมวลผลการไหลเวียนของข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ล่าสุดและทฤษฎีวิธีการควบคุมที่มีประสิทธิภาพเข้ามาช่วย กระบวนการทางเทคโนโลยีและวิศวกรรมความร้อนที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ จำเป็นต้องเพิ่มความเร็วของวิธีการทางเทคนิคของระบบอัตโนมัติ ในขณะเดียวกันต้นทุนของความล้มเหลวก็เพิ่มขึ้นและข้อกำหนดสำหรับความน่าเชื่อถือและความสามารถในการอยู่รอดของอุปกรณ์ก็เพิ่มขึ้น ความก้าวหน้าในด้านเครื่องมืออัตโนมัติมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงในฐานองค์ประกอบของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ตอนนี้อุปกรณ์เกือบทั้งหมดสร้างขึ้นบนพื้นฐานของไมโครโปรเซสเซอร์

สิ่งนี้ช่วยให้การประมวลผลอัลกอริทึมที่ซับซ้อนมากขึ้นเพิ่มความแม่นยำในการวัดพารามิเตอร์ทางเทคโนโลยีและโหลดอุปกรณ์แต่ละเครื่องด้วยฟังก์ชันที่ไม่เคยมีมาก่อน และที่สำคัญที่สุดคือแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกันทำงานเป็นระบบควบคุมแบบครบวงจร

หม้อต้มไอน้ำคืออะไร?

หม้อต้มไอน้ำเป็นหน่วยสำหรับสร้างไอน้ำ ในกรณีนี้อุปกรณ์สามารถให้ไอน้ำได้ 2 ประเภทคืออิ่มตัวและร้อนยวดยิ่ง ไอน้ำอิ่มตัวมีอุณหภูมิ100ºCและความดัน 100 kPa ไอน้ำร้อนยวดยิ่งมีลักษณะอุณหภูมิสูง (สูงถึง500ºC) และความดันสูง (มากกว่า 26 MPa)

บันทึก: ไอน้ำอิ่มตัวใช้ในการทำความร้อนบ้านส่วนตัวในขณะที่ไอน้ำร้อนยวดยิ่งใช้ในอุตสาหกรรมและพลังงาน มันถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่าดังนั้นการใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งจึงเพิ่มประสิทธิภาพในการติดตั้ง

หม้อไอน้ำใช้ที่ไหน:

1. ในระบบทำความร้อนไอน้ำเป็นตัวพาพลังงาน
2. ในวิศวกรรมไฟฟ้าเครื่องจักรไอน้ำอุตสาหกรรม (เครื่องกำเนิดไอน้ำ) ถูกใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
3. ในอุตสาหกรรมสามารถใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งเพื่อเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่เชิงกลและเคลื่อนย้ายยานพาหนะ

เครื่องมืออัตโนมัติสำหรับห้องหม้อไอน้ำ

อุปกรณ์อัตโนมัติ:

• เซ็นเซอร์พารามิเตอร์กระบวนการ
• ตัวกระตุ้นที่เคลื่อนไหวควบคุมร่างกายตามคำสั่งในทิศทางที่ถูกต้อง
• อุปกรณ์ควบคุมที่ประมวลผลข้อมูลจากเซ็นเซอร์ตามอัลกอริทึมและโปรแกรมที่ฝังอยู่ในนั้นและสร้างคำสั่งไปยังแอคชูเอเตอร์
• อุปกรณ์สำหรับเลือกโหมดการควบคุมและสำหรับการควบคุมระยะไกลของแอคชูเอเตอร์
• วิธีการแสดงและนำเสนอข้อมูลแก่เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงาน
• อุปกรณ์สำหรับจัดทำเอกสารและจัดเก็บข้อมูลทางเทคโนโลยี
• วิธีการนำเสนอข้อมูลโดยรวม

เทคโนโลยีทั้งหมดนี้ได้รับการเปลี่ยนแปลงเชิงปฏิวัติในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ผ่านมาไม่น้อยเพราะความสำเร็จของวิทยาศาสตร์โซเวียต ตัวอย่างเช่นเครื่องมือวัดซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความดันการไหลความเร็วและระดับของของเหลวและก๊าซตลอดจนการวัดแรงและมวลได้เปลี่ยนหลักการทางกายภาพขององค์ประกอบที่อ่อนไหว

แทนที่จะใช้เมมเบรนที่โค้งงอภายใต้การกระทำของแรงและขยับแกนของตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าพวกเขาเริ่มใช้วิธีการวัดความเครียด สาระสำคัญคือวัสดุบางชนิดเปลี่ยนพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าภายใต้การกระทำทางกล วงจรการวัดที่ละเอียดอ่อนจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์จะแปลค่าเหล่านี้เป็นค่าของพารามิเตอร์ทางเทคโนโลยี

อุปกรณ์ต่างๆมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นน่าเชื่อถือและแม่นยำมากขึ้น และเทคโนโลยีขั้นสูงในการผลิต แอคชูเอเตอร์สมัยใหม่ไม่เพียงยอมรับคำสั่ง "เปิด" และ "ปิด" เหมือนที่เคยเป็นมาหลายปี พวกเขาสามารถรับคำสั่งในรหัสดิจิทัลถอดรหัสดำเนินการและรายงานการกระทำและสภาพของคำสั่งได้อย่างอิสระ เทคโนโลยีการควบคุมได้เปลี่ยนไปจากตัวควบคุมหลอดไฟและวงจรหน้าสัมผัสรีเลย์ไปจนถึงตัวควบคุมลอจิกและตัวควบคุมการสาธิตที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์

การทดสอบตัวควบคุมการควบคุมที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์โซเวียตเครื่องแรกที่พัฒนาโดย NIITeplopribor ดำเนินการในเดือนมกราคม พ.ศ. 2523 ที่ TPP ด้านการศึกษาของสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าแห่งมอสโก CHPP ดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของ Mosenergo ตามพยางค์แรกของสามคำของชื่อผลิตภัณฑ์นี้มีชื่อว่า "Remikont" ห้าปีต่อมามีการทดสอบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มากขึ้นของ Remikonts ที่โรงงานอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสามแห่ง และนับจากนั้นเป็นต้นมามีเพียงตัวควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์เท่านั้นที่ถูกนำไปใช้ใน APCS ใหม่ทั่วประเทศและในโครงการต่างประเทศ

ในต่างประเทศการใช้ตัวควบคุมดังกล่าวในระบบอัตโนมัติของวัตถุต่างๆเริ่มขึ้นก่อนหน้านี้เล็กน้อย ตัวควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับควบคุมวัตถุทางเทคโนโลยีและตั้งอยู่ในบริเวณใกล้เคียง

คอนโทรลเลอร์ประกอบด้วยบล็อกและอุปกรณ์ต่อไปนี้:

• แหล่งจ่ายไฟ;
• เครื่องคิดเลข;
• หน่วยอินพุตสำหรับสัญญาณอะนาล็อกที่มีการจัดอันดับต่างกันโดยมีการแยกไฟฟ้า
• อุปกรณ์อินพุตสำหรับสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องที่ใช้งานอยู่ (ในรูปของแรงดันไฟฟ้า) และแบบพาสซีฟ (ในรูปแบบของหน้าสัมผัสแบบแห้ง)
• หน่วยเอาท์พุทสำหรับสัญญาณอะนาล็อกที่มีการจัดอันดับต่างกันพร้อมการแยกไฟฟ้า
• อุปกรณ์ส่งออกสำหรับสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องที่ใช้งานและแบบพาสซีฟ
• อุปกรณ์อินเทอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์กับฟิลด์ข้อมูลระบบ

โปรโตคอลการสื่อสาร

ระบบอัตโนมัติของโรงงานหม้อไอน้ำที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ช่วยลดการใช้สวิตช์รีเลย์และสายไฟควบคุมในวงจรการทำงาน เครือข่ายอุตสาหกรรมที่มีอินเทอร์เฟซเฉพาะและโปรโตคอลการถ่ายโอนข้อมูลใช้เพื่อสื่อสารระดับบนและล่างของ ACS ถ่ายโอนข้อมูลระหว่างเซ็นเซอร์และคอนโทรลเลอร์และส่งคำสั่งไปยังอุปกรณ์ผู้บริหาร มาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ Modbus และ Profibus เข้ากันได้กับอุปกรณ์จำนวนมากที่ใช้ในการจัดหาความร้อนโดยอัตโนมัติ มีความโดดเด่นด้วยตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือของการถ่ายโอนข้อมูลหลักการทำงานที่เรียบง่ายและเข้าใจได้

สถานีระบายความร้อนอัตโนมัติ

ในปี 1992 องค์กรที่จัดการภาคพลังงานของเทศบาลมอสโก - MOSTEPLOENERGO ได้ตัดสินใจที่จะเปิดตัว APCS ที่ทันสมัยในอาคารใหม่แห่งหนึ่ง สถานีทำความร้อนระดับภูมิภาค RTS "PENYAGINO" ได้รับเลือก ขั้นตอนแรกของสถานีถูกสร้างขึ้นโดยเป็นส่วนหนึ่งของหม้อไอน้ำสี่ตัวในประเภท KVGM-100ในเวลานี้การพัฒนา Remikonts นำไปสู่การเกิดขึ้นของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อน PTK KVINT นอกเหนือจาก Remikonts เองแล้วคอมเพล็กซ์ยังรวมสถานีปฏิบัติการที่ใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลพร้อมซอฟต์แวร์เต็มรูปแบบชุดซอฟต์แวร์สำหรับคอมพิวเตอร์ - ช่วยออกแบบระบบ CAD

หน้าที่ของ APCS ของสถานีระบายความร้อนย่าน:

• การเริ่มต้นหม้อไอน้ำโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์จากสถานะเย็นก่อนเข้าสู่โหมดการทำงานโดยคลิกที่ปุ่ม "เริ่ม" บนหน้าจอมอนิเตอร์
• การรักษาอุณหภูมิของน้ำทิ้งให้เป็นไปตามตารางอุณหภูมิ
• การควบคุมปริมาณการใช้น้ำป้อนโดยคำนึงถึงการแต่งหน้า
• การป้องกันทางเทคโนโลยีด้วยการตัดน้ำมันเชื้อเพลิง
• การควบคุมพารามิเตอร์วิศวกรรมความร้อนทั้งหมดและการนำเสนอต่อผู้ปฏิบัติงานบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
• การตรวจสอบสถานะของหน่วยและกลไก - "เปิด" หรือ "ปิด";
• การควบคุมระยะไกลของแอคชูเอเตอร์จากหน้าจอมอนิเตอร์และการเลือกโหมดการควบคุม - ด้วยตนเองระยะไกลหรืออัตโนมัติ
• แจ้งผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับความผิดปกติในการทำงานของตัวควบคุม
• การสื่อสารกับผู้มอบหมายงานในพื้นที่ผ่านช่องข้อมูลดิจิทัล

ส่วนทางเทคนิคของระบบจัดเรียงเป็นสี่ตู้ - หนึ่งตู้สำหรับหม้อไอน้ำแต่ละตัว แต่ละตู้มีตัวควบคุมโมดูลาร์แบบเฟรมสี่ตัว

งานระหว่างคอนโทรลเลอร์มีการกระจายดังนี้:

ตัวควบคุม # 1 ดำเนินการทั้งหมดสำหรับการสตาร์ทหม้อไอน้ำ ตามอัลกอริทึมเริ่มต้นที่เสนอโดย Teploenergoremont:

• ตัวควบคุมจะเปิดเครื่องระบายควันและระบายอากาศในเตาและปล่องไฟ
• เปิดพัดลมจ่ายอากาศ
• รวมถึงปั๊มน้ำประปา
• เชื่อมต่อแก๊สเพื่อจุดระเบิดของแต่ละหัวเผา
• โดยการควบคุมเปลวไฟจะเปิดก๊าซหลักไปยังหัวเผา

ตัวควบคุม # 2 ทำในเวอร์ชันที่ซ้ำกัน หากในระหว่างการเริ่มต้นหม้อไอน้ำความล้มเหลวทางเทคนิคไม่น่ากลัวเนื่องจากคุณสามารถหยุดโปรแกรมและเริ่มต้นใหม่อีกครั้งตัวควบคุมที่สองจะรักษาโหมดหลักไว้เป็นเวลานาน

มีความรับผิดชอบเป็นพิเศษในช่วงฤดูหนาว ในระหว่างการวินิจฉัยโดยอัตโนมัติเกี่ยวกับสถานการณ์ผิดปกติในห้องหม้อไอน้ำจะมีการเปลี่ยนจากตัวควบคุมหลักไปเป็นตัวสำรองโดยอัตโนมัติ การป้องกันทางเทคโนโลยีจัดอยู่ในคอนโทรลเลอร์เดียวกัน ตัวควบคุมหมายเลข 3 ออกแบบมาสำหรับฟังก์ชั่นที่สำคัญน้อย หากล้มเหลวคุณสามารถโทรหาช่างซ่อมและรอสักครู่ รุ่นหม้อไอน้ำถูกตั้งโปรแกรมไว้บนตัวควบคุมเดียวกัน

ด้วยความช่วยเหลือจะดำเนินการตรวจสอบประสิทธิภาพของโปรแกรมควบคุมทั้งหมดก่อนเริ่มต้น นอกจากนี้ยังใช้ในการฝึกอบรมบุคลากรระดับปฏิบัติการ งานสร้างหัว ACS ของ Moscow RTS PENYAGINO, KOSINO-ZHULEBINO, BUTOVO, ZELENOGRAD ดำเนินการโดยทีมงานของ MOSPROMPROEKT (งานออกแบบ), TEPLOENERGOREMONT (อัลกอริทึมควบคุม), NIITeplopribor (ไมโครโปรเซสเซอร์) ส่วนกลางของระบบ .

ระบบย่อยและฟังก์ชัน

ระบบอัตโนมัติของห้องหม้อไอน้ำรวมถึงระบบย่อยการควบคุมการควบคุมและการป้องกัน การควบคุมจะดำเนินการโดยการรักษาโหมดการเผาไหม้ที่เหมาะสมที่สุดโดยการตั้งค่าสูญญากาศในเตาเผาอัตราการไหลของอากาศหลักและพารามิเตอร์ของสารหล่อเย็น (อุณหภูมิความดันอัตราการไหล) ระบบย่อยการควบคุมจะส่งออกข้อมูลจริงเกี่ยวกับการทำงานของอุปกรณ์ไปยังอินเทอร์เฟซสำหรับมนุษย์กับเครื่องจักร อุปกรณ์ป้องกันรับประกันการป้องกันสถานการณ์ฉุกเฉินในกรณีที่มีการละเมิดเงื่อนไขการทำงานปกติการจ่ายไฟสัญญาณเสียงหรือการปิดระบบหม้อไอน้ำพร้อมการกำหนดสาเหตุ (บนจอแสดงผลกราฟิกแผนภาพช่วยในการจำบอร์ด) .

4.1. หลักการพื้นฐานของระบบหม้อไอน้ำอัตโนมัติ

การทำงานที่เชื่อถือได้ประหยัดและปลอดภัยของหม้อไอน้ำที่มีจำนวนพนักงานบำรุงรักษาขั้นต่ำสามารถทำได้เฉพาะเมื่อมีการควบคุมความร้อนการควบคุมอัตโนมัติและการควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีการส่งสัญญาณและการป้องกันอุปกรณ์ [8]

การตัดสินใจหลักเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติของหม้อไอน้ำเกิดขึ้นในกระบวนการพัฒนาโครงร่างระบบอัตโนมัติ (แผนภาพการทำงาน)โครงร่างระบบอัตโนมัติได้รับการพัฒนาตามการออกแบบโครงร่างวิศวกรรมความร้อนและการตัดสินใจในการเลือกอุปกรณ์หลักและอุปกรณ์เสริมของห้องหม้อไอน้ำการใช้เครื่องจักรกลและการสื่อสารทางวิศวกรรมความร้อน อุปกรณ์หลักประกอบด้วยชุดหม้อไอน้ำเครื่องดูดควันและพัดลมและอุปกรณ์เสริมประกอบด้วยหน่วยสูบน้ำและกำจัดอากาศโรงบำบัดน้ำเคมีหน่วยทำความร้อนสถานีสูบน้ำคอนเดนเสทสถานีจ่ายก๊าซน้ำมันเตา (ถ่านหิน) คลังสินค้าและแหล่งจ่ายน้ำมัน

ขอบเขตของระบบอัตโนมัติเป็นไปตาม SNiP II-35-76 (ส่วนที่ 15 - "Automation") และข้อกำหนดของผู้ผลิตอุปกรณ์เครื่องจักรกลระบายความร้อน

ระดับการทำงานอัตโนมัติของบ้านหม้อไอน้ำขึ้นอยู่กับปัจจัยทางเทคนิคหลักดังต่อไปนี้:

- ประเภทของหม้อไอน้ำ (ไอน้ำน้ำร้อนรวม - ไอน้ำและน้ำ)

- การออกแบบหม้อไอน้ำและอุปกรณ์ (ดรัมการไหลโดยตรงแรงดันส่วนเหล็กหล่อ ฯลฯ ) ประเภทของแบบร่าง ฯลฯ ประเภทของเชื้อเพลิง (ของแข็งของเหลวก๊าซรวมกัน - น้ำมัน - น้ำมันบด) และประเภทของอุปกรณ์เผาไหม้เชื้อเพลิง (TSU)

- ลักษณะของโหลดความร้อน (อุตสาหกรรมเครื่องทำความร้อนบุคคล ฯลฯ );

- จำนวนหม้อไอน้ำในห้องหม้อไอน้ำ

เมื่อร่างโครงร่างอัตโนมัติระบบย่อยหลักของการควบคุมอัตโนมัติการป้องกันทางเทคโนโลยีการควบคุมระยะไกลการควบคุมวิศวกรรมความร้อนการปิดกั้นทางเทคโนโลยีและการส่งสัญญาณจะมีให้

วัตถุประสงค์และเป้าหมาย

ระบบอัตโนมัติของหม้อไอน้ำสมัยใหม่สามารถรับประกันการทำงานของอุปกรณ์ที่ปราศจากปัญหาและมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากผู้ปฏิบัติงานโดยตรง ฟังก์ชั่นของมนุษย์จะลดลงเป็นการตรวจสอบสุขภาพและพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ที่ซับซ้อนทั้งหมดแบบออนไลน์ ระบบอัตโนมัติของบ้านหม้อไอน้ำช่วยแก้งานต่อไปนี้:

• เริ่มและหยุดหม้อไอน้ำโดยอัตโนมัติ
• การควบคุมเอาต์พุตหม้อไอน้ำ (การควบคุมแบบเรียงซ้อน) ตามการตั้งค่าหลักที่ระบุ
• การควบคุมปั๊มบูสเตอร์การควบคุมระดับน้ำหล่อเย็นในวงจรการทำงานและผู้บริโภค
• การหยุดฉุกเฉินและการเปิดใช้งานอุปกรณ์ส่งสัญญาณในกรณีที่ค่าการทำงานของระบบอยู่นอกขีด จำกัด ที่ตั้งไว้