Полезные материалы

Распределительные шкафы в системе автоматического управления котлами

Распределительные шкафы в системе автоматического управления котлами

Масштабы автоматизации работы оборудования котельных определяются на стадии разработки проекта или капитального ремонта, замены износившихся, вышедших из строя элементов и могут колебаться от ручного управления параметрами на основании показаний датчиков до полного приведения совокупности операций к состоянию, когда вмешательства со стороны персонала в их выполнение не требуется вообще.

Правильное построение системы мониторинга и контроля зависит от назначения, мощности и условий, в которых эксплуатируются агрегаты.

Автоматизация характеризуется комплексным подходом – из подсистем, обслуживающих отдельные технологические процессы, складывается единая сеть функционально-группового регулирования деятельности всего объекта.

Чтобы повысить удобство и безопасность взаимодействия человека с механизмами, применяются как отдельные приборы, так и многокомпонентная аппаратура, один из примеров которой – шкаф управления ШУК.

Объект регулирования

Котел – это агрегат, задачей которого является нагрев воды или получение пара под давлением, превышающим атмосферное. Для реализации основной функции устройства используются органическое топливо (теплота сгорания), отходящие газы или электрическая энергия. Его конструкция образована каркасом, топками, пароперегревателем, воздухоподогревателем, обмуровкой, испарительными или водонагревательными поверхностями, экономайзером.

Поверхности нагрева представлены экранными трубами и котельным пучком. В них происходит получение носителем тепла энергии, генерирующейся факелом и продуктами сгорания. Указанные элементы бывают радиационными (в основе лежит излучение) и конвективными (насыщение струями и потоками).

Каркас – остов, структурными единицами которого считаются балки, колонны и связи, соединяющие и скрепляющие составные части котла. Изготавливается из металла.

Пароперегревателем называется устройство, доводящее пар до отметки, превышающей точку насыщения, с выделением в номенклатуре радиационных (настенные, потолочные), полурадиационных (плоские ширмы или ленты, сформированные трубами, занимают выход из топки), конвективных (изогнутые по спирали или зигзагом гладкие трубы из стали, зона расположения – горизонтальный газоход или начало конвективной шахты) аппаратов.

Воздухонагреватель увеличивает температуру воздушных масс, поступающих в топочную камеру для горения, используя при этом тепло, оставленное уходящими газами. Он выполняется в двух форматах: рекуперативном или регенеративном вращающемся. Первый тип воздухонагревателей иначе именуется трубчатым и представляет собой отдельные кубы (секции), образованные вертикальными трубами с тонкими стенками, которые закрепляются в специальной основе. Движение газов здесь – из верхней части в нижнюю, а воздух занимает межтрубное пространство и циркулирует в нем. Эффективность регенеративного агрегата достигается применением насадки, которая после нагрева раскаленными летучими продуктами сгорания топлива размещается в потоке, где осуществляется передача ему собранного тепла.

Предназначение экономайзера – предварительный прогрев или превращение в пар питательной воды перед тем, как она поступит в котел, уходящими газами. Он может быть некипящим или кипящим (способен испарять до 20% жидкости), состоит из труб (чугун или сталь) с гладкой или ребристой поверхностью. Аппарат устанавливается в конвективный газоход.

Обмуровка используется в качестве огнеупорного, теплоизоляционного ограждения газоходов и топки, является барьером между ними и окружающей средой.

Распределительный шкаф (ШР)

Шкаф распределительный предназначен для приема, распределения электроэнергии и защиты электроустановок напряжением до 600В переменного тока частотой 50Гц при перегрузках и коротких замыканиях в сетях, для нечастых включений и отключений электрических цепей.

узнать больше

Описание ШУК

Шкафы автоматики реализуют управление котлами, измеряя и корректируя показатели их работы, комплектуются частотным преобразователем, силовыми коммутационными приборами, защитными устройствами, различными модулями на базе микропроцессоров. Конечная конфигурация зависит от подсистемы, на нужды которой ориентирована конструкция.

Блоки участвуют в обслуживании теплоэнергетики и промышленных предприятий, сфер эксплуатации паровых и водогрейных котлов, объектов с расширенной системой вентиляции и сжиганием топлива для обеспечения деятельности. Они позволяют достичь экономии при расходовании ресурсов, повышения производительности узлов и надежности производственного процесса, улучшения экологических условий, а также минимизируют угрозу сбоев из-за неквалифицированного вмешательства – исключают антропогенный фактор из числа существенных.

ШУК управляют положением регуляторов, проводимостью воды в емкости, температурой (контролируют питательную среду, отходящие газы и пар), разрежением в топочной камере, герметичностью клапанов и задвижек, уровнем жидкости внутри барабана, погасанием факела, давлением (объекты воздействия – пар, газ вблизи горелки и элементов трубопроводной арматуры, воздух, прошедший дутьевой вентилятор или после горючей жидкости), содержанием кислорода и окиси углерода в составе летучих продуктов теплового распада топлива.

Их лицевая часть оборудована панелью с выводом всех необходимых параметров и интерфейса администрирования. Чтобы посторонние лица не смогли вмешаться и нарушить течение технологического процесса, доступ разбит на несколько уровней.

Стандартные защитные механизмы аппаратно-программного комплекса срабатывают при падении разрежения в топочной камере до значения ниже критического; изменении в большую или меньшую сторону уровня воды по сравнению с допустимым пределом, снижении ее давления и расхода, увеличении температуры на стадии выхода из котла; угасании горелки; перепадах давления воздуха (смещается к минимальному значению), газа, который выступает в качестве топлива, перед подачей к источнику пламени и пара (превышает установленный максимум).

Функции ШУК

Перечень функциональных возможностей блока автоматики формируется:

  • отображением состояния измерительных приборов и структурных единиц котлоагрегата. Операторская панель содержит основную информацию о выставленных настройках, на нее выводятся показания, переданные датчиками (температура, давление, статус горелки, количество жидкости и др.);
  • управлением работой нагревательного элемента с применением ПИД-регулятора. Он рассчитан на двухступенчатые и модулируемые горелки. Коэффициенты настраиваются без привлечения персонала, однако могут корректироваться вручную. При его отключении система переходит на стандартное двухпозиционное регулирование;
  • противоаварийной защитой комплектующих агрегата. Если возникает непредвиденная ситуация (неисправна горелка; датчики выходят из строя, показатели – за рамки нормы), шкаф инициирует остановку активности оборудования, тушение пламени, и топливо в принудительном порядке перестает поступать к устройству контролируемого сжигания;
  • предварительным разогревом (достигается ограничением скорости, с которой нарастает температура воды или пара) и управлением полным циклом работы генератора тепла;
  • архивированием событий. ШУК поддерживает хранение данных об авариях и иных форс-мажорах. Информация записывается в энергозависимую память и доступна к просмотру;
  • настройкой аппаратуры. Временные константы, типы и диапазоны измерителей вводятся через операторскую панель. Она же позволяет провести проверку работоспособности и выбрать предпочтительные параметры топливного клапана и водяного крана (им оснащен напорный бак).
  • Таким образом, шкафы автоматики обеспечивают эффективную эксплуатацию и надежную защиту оборудования, а также совместно с вводно-распределительными узлами более высокого уровня поддерживают стабильность и безопасность объекта.

    Смотрите также статьи по этой теме:

    Распределительный пункт: комплектующие

    Распределительное устройство. Краткий обзор

    Комплектация распределительного щита

     

    ← назад к статьям