ЦИТ-Автоматика / Продукция / Автоматизация техпроцессов: готовые отраслевые решения для предприятия / Автоматика котлов и горелок

Автоматика котлов и горелок

Одно из направлений деятельности ООО «ЦИТ-Автоматика» — разработка и производство систем автоматизации газовых, жидкотопливных и твердотопливных котлов. Компания предлагает полный спектр услуг в этой области: изготовление, поставку оборудования, монтаж и пусконаладочные работы. Газовая автоматика котлов производится на базе контроллера ЦИТ-РУС — современной отечественной разработки, которая позволяет значительно экономить время, обеспечивает стабильную безопасную работу оборудования, снижает расход топлива и затраты на регламентные и профилактические работы.

Функции автоматики горелки

• При исчезновении сигнала индикации пламени во время пуска или работы горелки производится восстановление искры, при этом электропитание на устройство зажигания подается не более 1 с. При восстановлении искры сигнал индикации пламени должен появиться в конце промежутка времени, равного первому аварийному промежутку, в противном случае система производит блокировку горелки (по п. 3.2.3 ГОСТ Р 52219-2004).
• При отсутствии сигнала расхода воздуха при пуске либо при работе система осуществляет аварийное отключение (по п. 3.2.6 ГОСТ Р 52219-2004).
• Пуск горелки возможен только при выполнении следующих условий: проверены устройство контроля пламени, система контроля клапанов, устройство контроля потока воздуха.
• Система обеспечивает при пуске растопочный расход топлива на основной горелке, соответствующий не более 30 % номинальной тепловой мощности (п. 4.1.3 ГОСТ Р52229-2004).
• Система обеспечивает продувку камеры сгорания горелки перед включением запального устройства. Расход воздуха для предварительной продувки соответствует номинальной тепловой мощности. Продолжительность продувки — не менее 20 с. Если расход воздуха падает ниже заданного, продувка продолжается до восстановления требуемого значения расхода, при условии что он не падает ниже 33 % требуемого (п. 4.4.1.2 ГОСТ Р 51383-99).
• При зажигании пускового газа автоматика обеспечивает невозможность его подачи до включения искры зажигания. Период контроля пламени пускового газа такой, чтобы пламя оставалось стабильным, если оно нарушается в течение этого периода, происходит энергонезависимое отключение (п. 4.4.1.4 ГОСТ Р51383-99).
• Устройство контроля пламени запальной горелки не реагирует на пламя основной горелки и наоборот ( по п. 4.1.10-11 ГОСТ Р 5229-2004).
• Система обеспечивает отключенное состояние источника зажигания до окончания предварительной продувки, а также отключенное состояние источника зажигания перед окончанием времени безопасности.
• Все компоненты системы выдерживают 255 000 операций пуска горелки (по п. 2.5.2 ГОСТ Р 52219-2004).
• Вероятность безотказной работы устройств контроля пламени не менее 0,97 за 2 000 ч работы (по ГОСТ Р 52229-2004 п. 4.1.19).

Функции, выполняемые автоматикой котла ДКВР и ПТВМ-30

• Система обеспечивает аварийное отключение при превышении объемной доли СО продуктов сгорания более 1 %.
• При зажигании основной горелки система автоматики котла обеспечивает время безопасности не более 3 с (п. 4.2.5 ГОСТ 21204-97), в конце которого начинается восприятие основного факела (по ГОСТ Р 51383-99). Если основной факел не обнаружен за этот период, происходит энергонезависимое отключение.
• Система должна обеспечивать поддержание давления топлива с точностью не менее 10 % заданного (п. 4.2.1 ГОСТ 21204-97).
• Система автоматизации водогрейного котла имеет электронные средства взаимосвязи соотношениятопливо–воздух. При этом выполняется: опережение подачи воздуха при увеличении тепловой мощности, опережение подачи топлива при уменьшении тепловой мощности, достаточный и избыточный воздух для предотвращения газообогащенного сжигания (п. 4.3.4.11 ГОСТ Р 51383-99).
• Система на всем диапазоне теплопроизводительности обеспечивает расход воды через котел не менее 0,9 номинального значения (п. 5 ГОСТ 21563-93).
• Предусмотрены способы поддержания температуры воды на входе в котел не менее 70 градусов (п. 6 ГОСТ 21563-93).
• Система автоматики котла ДКВР и ПТВМ-30 обеспечивает следующие временные установки:
1. Время безопасности при погасании (интервал между сигналами погасания пламени и отключения газа) — не более 1 с.
2. Суммарное время отключения — не более 2 с.
• Система может обеспечивать работу с двухтопливными горелками, при этом возможна раздельная система контроля пламени.
• Степень приспособляемости системы к изменению процессов и методов управления, к отклонениям параметров объекта — протекание переходных процессов, вызываемых скачкообразным изменением заданного значения нагрузки котла, не будет вызывать максимальные отклонения по основным технологическим параметрам (табл. 1, ГОСТ 21563-93) хуже, чем 5 %.

Принципы управления контурами регулирования

Принцип управления работой котла ДКВР или ПТВМ-30 — выход на заданную температуру и ее поддержание обеспечивается регулятором контура теплопроизводительности. Алгоритм работы регулятора зашит в памяти контроллера «ЦИТ-РУС» и имеет возможность настраиваться оператором при режимной наладке, а также автоматически непрерывно оценивать оптимальность настройки и при необходимости перенастраиваться. Работа алгоритма заключается в отслеживании разницы между показаниями датчика температуры теплоносителя на выходе котла и заданной желаемой температурой. При ненулевой разнице регулятор выдает управляющее воздействие на регулирующий орган по топливному тракту (приоткрыть либо закрыть задвижку — т. е. убавить либо прибавить расход топлива), что позволяет увеличить либо уменьшить температуру на выходе котла до заданной величины.

Для полного сжигания топлива в котле ДКВР необходимо подавать воздух, чтобы устранить появление окиси углерода (угарного газа) в составе отходящих газов. Эту задачу решает регулятор контура оптимизации горения. Алгоритм работы регулятора также зашит в памяти «ЦИТ-РУС» и имеет свойство автоматической адаптивной самоподстройки. Работа алгоритма заключается в отслеживании соотношения топливо–воздух по показаниям датчиков давления перед горелками, отслеживании содержания кислорода и угарного газа в уходящих газах по показаниям газоанализаторов в дымососе. На базе показаний вышеуказанных датчиков регулятор вычисляет реальный коэффициент избытка воздуха присутствующего в настоящий момент в топке и сравнивает его с заданным коэффициентом. При ненулевой разнице регулятор выдает управляющее воздействие на регулирующий орган по воздушному тракту (убавить либо прибавить расход воздуха), что позволяет увеличить либо уменьшить количество воздуха в топке и соответственно установить коэффициент до заданной величины.

В чем же преимущества указанных алгоритмов работы регуляторов?

1. Постоянное отслеживание и поддержание заданного минимально необходимого коэффициента избытка воздуха обеспечивает экономию расхода топлива за счет того, что:
• воздуха достаточно для полного сгорания того количества топлива, которое нужно для поддержания заданной температуры;
• полное сгорание топлива гарантирует отсутствие появления угарного газа в продуктах горения и соответственно не требуется дополнительный воздух для дожигания окиси углерода;
• отсутствие дополнительного воздуха (сверх установленного минимального коэффициента избытка) не забирает лишнюю теплоту на свой нагрев и соответственно не требуется дополнительного сжигания топлива;
• таким образом, все топливо идет лишь на поддержание заданной температуры.
2. Непрерывная автоматическая адаптивная самоподстройка параметров регуляторов обеспечивает дополнительную экономию топлива за счет того, что:
• любые изменения объекта управления (котла ДКВР или ПТВМ-30) — дрейф датчиков температуры, давления, состава газов; девиации характеристик исполнительных органов за счет трения, износа, люфтов; изменения параметров котла из-за трещин в обмуровке, подсоса воздуха — все это непрерывно отслеживается алгоритмами поисковой самонастройки и учитывается в алгоритмах модели котла;
• при обнаружении изменений характеристик котла автоматически происходит адаптивная самонастройка, вследствие чего параметры регулятора перенастраиваются на наиболее оптимальные в настоящий момент времени;
• поддержание оптимальных параметров регуляторов в любой момент времени гарантирует максимальный КПД сжигания топлива на всех режимах в течение всего отопительного сезона.
3. Плавное регулирование мощности от 20 до 100 % позволяет также снизить потери топлива за счет стабильной и экономичной работы в отличие от двухпозиционного управления:
• выход и стабильное поддержание температуры в любой точке от 20 до 100 % мощности — это лишь однократный переходный процесс;
• отсутствие при поддержании заданной температуры многократных переходных процессов с одной позиции исполнительных механизмов на другую — обеспечивает снижение потерь топлива при переходных процессах, а также снижение износа исполнительных механизмов (задвижек, приводов).
4. Непрерывная диагностика и адаптивная самоподстройка обеспечивает снижение затрат на регламентные, профилактические работы, режимную наладку, а также снижение нагрузки на обслуживающий персонал котельной.

Вышеперечисленные принципы организации и работы системы управления на базе контроллеров «ЦИТ-РУС» позволяют гарантированно обеспечить повышение КПД на 2–2,5 % , что позволит, например, после автоматизации газового котла ДКВР экономить на каждый 1 МВт мощности от 65 куб. м газа в сутки. При цене газа 70$ за 1 000 куб. м — экономия составит более 120$ в месяц на каждый 1 МВт мощности.

Если у вас есть вопросы об изготовлении, поставке, монтаже газовой автоматики котлов и горелок, наши специалисты ответят на них по телефонам: +7 (8452)69-32-29, +7 (8452) 69-32-23, +7 (8452) 64-46-29.