МОДЕРНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КОТЛОВ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММИРУЕМЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ

MODERNIZATION OF BOILER CONTROL BASED ON MODERN PROGRAMMABLE CONTROLLERS
Цитировать:
МОДЕРНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КОТЛОВ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММИРУЕМЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Абдурахмонов С.М. [и др.]. 2021. 10(91). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12396 (дата обращения: 08.02.2023).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniTech.2021.91.10.12396

 

ABSTRACT

At present, all industrial units are undergoing full-scale modernization and reconstruction of power equipment based on modern automation equipment. The reconstruction of water heating boilers was carried out using programmable controllers and microprocessor modules.

АННОТАЦИЯ

В настоящее время во всех узлах промышленности идут полномасштабные модернизации и реконструкции энергетического оборудования на основе современных средств автоматизации. Осуществлена реконструкция водонагревательных котлов с применением программируемых контроллеров и микропроцессорных модулей.

 

Keywords: control and measuring system, touch panel, controller.

Ключевые слова: контрольно-измерительная система, сенсорная панель, контроллер.

 

В объекте автоматизации установлены 2 котла разного типа. Котел КВ-ГМ-50(котел водогрейный газообразное, жидкое (мазут)) штатно комплектуется двумя газомазутными горелками, а котел ПТВМ-30( пиковый, теплофикационный, водогрейный, мазутный) шестью газомазутными горелками. Горелки устанавливаются на воздушном коробе котла, который крепится на фронтовом экране к горизонтальным коллекторам. Питание горелок воздухом осуществляется от общего регулируемого заслонкой вентилятора. Разрежение в топке котла обеспечивается дымососом с шибером. Регулирование нагрузки котлов может осуществляться качественно (за счет изменения заслонкой мощности горелок) или комбинировано (за счет изменения количества включенных горелок и их мощности). [1,2,3] Для модернизации контрольно-измерительной системы учтены следующие положения и технологии управления: Котёл должен быть оборудован средствами контроля, автоматического регулирования, дистанционного управления и защиты в соответствии с установленными требованиями «Котельные установки», ФНП «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления»; ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

Котёл должен быть оборудован автоматическими устройствами, отключающими тягодутьевые устройства и прекращающими подачу топлива в случаях:

а) повышения избыточного давления воды в выходном коллекторе котла более чем на 5% от рабочего;

б) понижения абсолютного давления воды выходном коллекторе котла до значения, соответствующего давлению насыщения при максимальной рабочей температуре на выходе из котла (5.5 кг/см²);

в) повышения температуры воды на выходе из котла до величины 155 0С.

г) снижения расхода воды через котел менее 1107 т/ч в пиковом режиме и 556 т/ч – в основном.

 По условиям взрывобезопасности котёл должен быть оборудован приборами контроля:

а) давления газа в газопроводе котла после регулирующего клапана;

б) давления воздуха перед горелками;

в) разрежения в топке или за котлом.

 В число технологических защит котла должны входить защиты, останавливающие котёл:

- при погасании факела в топке;

- при отключении вентилятора воздуха;

- при повышении (понижении) давления газа после регулирующего клапана;

- выше (ниже) установленных пределов;

- при уменьшении разрежения в топке ниже 5 Па с выдержкой времени 10 с;

- при повышении разрежения в топке выше 150 Па.

 В соответствии с документацией котла и проектом установлены закладные элементы и произведен монтаж приборов КИП и А:

- приборов контроля общего факела в топке;

- отборного устройства разрежения на выходе из топки;

- на выходе котла: газоотборный зонд, отборное устройство разрежения, арматуру для замера температуры.

К аварийным ситуациям котла можно отнести:

- неисправность автоматики безопасности или аварийной сигнализации, включая исчезновение напряжения на этих устройствах;

- повышение температуры воды или давления в котле выше допустимого предела и дальнейший их рост;

- снижение расхода воды ниже минимально допустимого или прекращение циркуляции воды в системе;

- обнаружение дефектов в сварных швах и в основном металле (трещины, разрывы и т.п.);

- выявление неплотности или повреждений элементов обмуровки, повреждений других элементов котла, связанных с опасностью поражения обслуживающего персонала

На основе выше указанных требований нами разработаны следующие структурные схемы:

При реконструкции и построения автоматики водогрейных котлоагрегатов предусмотрены автоматическое управление котлом: с автоматическим розжигом горелок, с коррекцией подачи воздуха на горение по анализаторам дымовых газов и регулированием подачи газа с направляющим устройством. Операторы котельной могут вмешиваться в работу автоматики, переводя ее из режима «Автомат» в режим «Ручной». Система автоматики безопасности и регулирования котла построена на базе микропроцессорного устройства управления котлами. Автоматика обеспечивают требования безопасности работы котлов на газовом топливе в соответствии с руководством по эксплуатации на котел, нормами и правилами в области промышленной безопасности, техническими регламентами.

Для управления котлом использовались как распределенная, так и централизованная система управления. В распределенной управляющей системе используется 6 контроллеров:

- 2 контроллера для управления котлов;

- 4 контроллера для управления горелками котлов

 

Рисунок. Структурная схема системы «АСУ ТП Котел» и расположение шкафов КИП и А

 

Котловой контроллер выполняет следующие функции:

  • Контроль воды на входе и выходе котла;
  • управление обще котловой задвижкой по газу и обще котловым ПЗК;
  • управление регулирующей заслонкой газа на общем газопроводе;
  • автоматическое и дистанционное регулирование разрежения в топке котла;
  • управление очередностью и порядком розжига горелок котла;
  • автоматическое регулирование мощности котла по температуре воды на выходе котла или по расходу газа на котел,
  • автоматическое или дистанционное подключение требуемого количества горелок,
  • аварийное отключение котла по обще котловым защитам:
    • повышение температуры воды на выходе котла;
    • повышения/понижения давления воды на выходе котла;
    • понижении давления газа пред котлом (при работе на газе);
    • понижения расхода воды через котел;
    • понижения разряжения в топке котла;
    • погасании факелов горелок и (или) факела в топке;
    • отключении дымососа котла;
    • отключении дутьевого вентилятора котла;
    • прекращения подачи электроэнергии или исчезновения напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления и средствах измерения.

Горелочный контроллер выполняет следующие функции:

  • проверка герметичности газовых клапанов;
  • автоматический розжиг горелки на газе ;
  • автоматическое регулирование соотношения топливо-воздух на горелке;
  • защитное отключение горелки при:
    • понижении/повышении давления газа перед горелкой;
    • понижении давления воздуха перед горелкой;
    • отключении вентилятора горелки;
    • прекращения подачи электроэнергии или исчезновения напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления и средствах измерения.

Регулирование производительности котла

В зависимости от принятой схемы газового тракта котла: с общим первым по ходу газа отсечным клапаном и запорно-регулирующим клапаном по газу перед горелкой. Регулирование мощности котла выполняется заслонкой газа расположенной на общем участке газопровода котла, так и количеством подключенных горелок. Различные алгоритмы управления горелками на газе предусматривают как полностью автоматическое подключение/отключение горелок автоматикой при регулировании производительности котла, так и полуавтоматическое подключение/отключение горелок по выбору оператора в зависимости от требуемой нагрузки котла.

  • Полуавтоматическое подключение/отключение горелок выполняется оператором по мере необходимости. Количество работающих горелок выбирается из меню контроллера, подключение/отключение горелок на газе выполняется автоматически.
  • Варианты регулирования соотношения «топливо-воздух» предусматривают либо общее управление подачей воздуха на горелки. Оптимальная величина соотношения устанавливается автоматически по давлению газа и давлению воздуха в горелках и корректируется по величине остаточного кислорода (О2) и недожога (оксида углерода - СО) в дымовых газах, Последнюю функцию выполняет комбинированный анализатор-корректор качества сжигания топлива.

Центральная система управления и архивации данных «АСУ ТП Котел»

Система диспетчеризации состоит из панели АРМ оператора (сенсорная панель) котла, которая по интерфейсу соединена с контроллерами котлов, где отображается хранимая информация в окнах:

  • мнемосхема котла, на которой показываются: состояние исполнительных механизмов котла, значение сигналов от аналоговых датчиков, режим работы котла;
  • графики аналоговых значений параметров котла текущие и архивные значения;
  • журнал событий работы автоматики.

 

Рисунок 2. Мнемосхема процесса управления

 

На всех мнемосхемах в верхней части находится навигационная панель, на которой помимо наименования мнемосхемы расположены т.н. «кнопки-навигаторы», нажатие пальцем на которых активизирует связанную с навигатором мнемосхему.

Заключение. Разработанная система внедрена к котлам Ферганского РК-3. Проходит опытную эксплуатацию.

 

Список литературы:

  1. Жуманиязов Р. С., Холкин В. И., Абдурахмонов С. М., Хен В. П. Реализация проектов АСУ ТП на ОАО «Кызылкумцемент» //Журнал Автоматизация в промышленности – 2003. – №4 – С. 23-26.
  2. Абдурахмонов С. М., Жураев Н. О. Прием – передачи информации по интерфейсу RS – 485 по беспроводном каналам в системах АСУ ТП //Научно–технический журнал ФерПИ. – 2016. – T. 20. – №3. – C. 154-157.
  3. Абдурахмонов С.М., Нишонов И.У., Ахунова Ё.Н. Модернизация технологического цикла помола цемента на основе микропроцессорной техники. // Научно–технический журнал ФерПИ. – 2018. – T. 22. – № 2. – С. 151-155.
  4. Mukaramovich A. S., Samidinugli S. S., Anvarovich T. A. About automated measuring systems in the production of bulk products //ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2020. – Т. 10. – №. 10. – С. 1299-1304.
  5. Хмадалиев Ў. А., Сайитов Ш. С. У. Контроллер заряда аккумуляторной батареи позволяющий уменьшить количество солнечных панелей //Universum: технические науки. – 2018. – №. 2 (47).
  6. Mukkaramovich A. S. et al. Modernization of industrial compressors based on modern automation tools //ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2021. – Т. 11. – №. 4. – С. 1167-1172.
Информация об авторах

доцент, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана

Professor, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana

ассистент, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана

Assistant, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana

магистрант, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана

Master's student, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana

магистрант, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана

Master's student, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top