Котёл - это устройство в виде закрытого сосуда, в котором теплоноситель (чаще всего вода или пар) нагревается до определённой температуры. Котёл предназначен для снабжения теплом и горячей водой.

Технические параметры котла

Все котлы отличаются техническими параметрами. К ним относят:

• Коэффициент полезного действия.
• Используемый теплоноситель.
• Рабочий диапазон температуры теплоносителя.
• Номинальная мощность.
• Рабочее давление теплоносителя.
• Гидравлическое сопротивление котла.

Автоматика котла - в чём суть

Автоматика котла - это система его управления. Её основная задача - поддерживать необходимые параметры теплоносителя на выходе из котла.

Кроме того, автоматика котла выполняет следующие функции:

• выдаёт сигналы управления на трансформатор зажигания, на электромагнитный клапан и на вентилятор;
• в случае неудачного розжига автоматика для котла отопления запретит подачу газа. Также запрет подачи топлива будет иметь место в случае недостаточного питания воздуха или если топливо будет плохого качества;
• во время возникновения функциональных неполадок устройства автоматика подаст сигнал « Тревога»;
• если теплоноситель в отопительной системе не будет соответствовать норме, то розжиг также будет запрещён.

Автоматика газовых котлов предполагает наличие таких датчиков:

• Датчик горения.
• Датчик уровня воды.
• Датчик продувки.
• Датчик температуры теплоносителя.

Кроме того, автоматика котла должна обладать следующими параметрами:

• микроконтроллерное управление;
• электронный жидкокриталический дисплей;
• световая сигнализация (лампочка, диод) с выводом на дисплей кода ошибки в случае неисправности горелки или других устройств (датчиков, сервоприводов смесителей, насосов);
• возможность одновременного управления температурой на выходе из котла, температурой теплоносителя в контуре отопления и температурой горячей воды;
• включения защитных функций в случае резкого понижения температуры теплоносителя на входе в котел;
• управление насосами;
• управление трехходовыми смесителями, если встроена функция погодозависимого управления.

Принцип работы автоматики котла

Итак, принцип работы автоматики котла заключается в следующем:

• Все элементы конструкции помещены в один корпус, к которому подведены трубопроводы газа. Кроме этого, к прибору присоединена капиллярная трубка от датчиков тяги и температуры (термопары), газопровод питания запальника и кабель от пъезоэлемента.
• Затем поворачиваем шайбу до необходимого деления и тем самым открываем доступ топлива к горелке, что самостоятельно поджигается от запальника. Поскольку автоматика газовых котлов призвана поддерживать установленную температуру теплоносителя, вмешательство человека больше не требуется. Здесь принцип такой: среда в капиллярной системе при нагревании расширяется и воздействует на пружинный клапан, закрывая его по достижении высокой температуры.
• Горелка затухает до тех пор, пока термопара не остынет и подача газа не возобновится.

Принцип работы автоматики газового котла прост. Стоит учесть, что как зарубежные, так и российские производители используют в своих изделиях одинаковый принцип работы, хотя конструктивно приборы могут отличаться. Наиболее простой и очень надёжной автоматикой котла считаются автоматические газовые клапаны итальянских производителей.

Автоматика парового котла

Автоматизация котлов парового типа ориентирована на наличие такой системы, как преобразователь уровня воды.

Функции автоматики парового котла:

• регулировка уровня воды в устройстве;
• воспроизведение сигнала, который отключит горелку, в случае если вода будет находиться ниже или выше, чем уровень допустимой нормы;
• клапан для продувки непрерывного типа;
• прибор электропроводимости;
• клапан для быстрой продувки;
• система, которая посредством программирования может управлять продувкой.

Внутри расположен отсекающий электромагнитный клапан, чье нормальное состояние - « закрыт», а также регулятор давления газа и пружинный клапан. Любой автоматический газовый котел, снабженный комбинированным газовым клапаном, запускается в работу ручным способом. Изначально топливный тракт перекрыт электромагнитным клапаном. Удерживая шайбу, нажимаем кнопку пъезоэлектрического устройства и поджигаем запальник, нагревающий термочувствительный элемент в течении 30 секунд. Тот вырабатывает напряжение, удерживающее электроклапан в открытом состоянии, после чего регулировочную шайбу можно отпустить.

Подобные системы осуществляют как контроль работы устройства, так и уровень безопасности. Стоит отметить, что работа котла автоматически прекращается, если:

• пропала тяга в дымоходе или же просто стала недостаточной;
• потухла основная горелка или запальник;
• давление теплоносителя упало ниже допустимого значения;
• давление газа упало ниже допустимого значения;
• газоанализаторы зафиксировали утечку дымовых газов или горючего.

Котёл с системой автоматики снабжён системами защит, которые среагируют следующий образом:

• при повышении давления теплоносителя в системе отопления сработает предохранительный клапан;
• при кратковременном понижении давления газа произойдёт автоматическое возобновление горения, если установлен электрический розжиг;
• если в систему отопления попадёт воздух, то он будет автоматически стравлен через воздухоотводчик;
• если установить источник бесперебойного питания для газового котла, то агрегат будет защищён от скачков напряжения в электросети, и некоторое время сможет работать от аккумуляторов.

Система автоматического регулирования котлов КПА-500

В системе автоматики котла (см.рис.1) имеются два автомата контроля давления пара АКД-1 и АКД-2, которые непосредственно управляют его работой в зависимости от давления пара. Автоматы контроля давления пара АКД-1 и АКД-2 регулируются на месте эксплуатации котла в зависимости от верхнего и нижнего пределов давления пара, необходимых для нормальной работы потребителей, а также в зависимости от расхода пара, причем автомат АКД-2 регулируется на несколько меньшее давление пара, чем автомат АКД-1, выключающий котел при достижении верхнего давления пара.

Если давление пара на выходе из котла увеличится выше давления, установленного на автомате контроля давления АКД-2, то автомат АКД-2 выключит вторую топливную форсунку, передвинет воздушную дроссельную заслонку и переключит электродвигатель питательного насоса для работы котла на половинную производительность. При этой производительности котел будет работать до тех пор, пока из-за увеличения расхода пара давление его не уменьшится ниже давления, установленного на автомате АКД-2 для включения в работу второй форсунки и соответствующих агрегатов для работы котла на максимальную производительность.

Регулирование производительности питательною насоса обеспечивается применением двухскоростного электродвигателя для его привода. Если при работе котла на половинной производительности давление пара увеличится выше давления, установленного на автомате АКД-1, то автомат АКД-1 выключит и первую форсунку, и котел будет оставаться выключенным до тех пор, пока давление пара не упадет ниже давления, установленного на автомате АКД-2 для включения, после чего произойдет повторный автоматический запуск котла по первоначальному циклу.

В случае превышения температуры уходящих газов 210 °С предусмотрено автоматическое отключение котла. Импульс на отключение подается от термостата, установленного в трубе отвода продуктов сгорания из котла. В котлах КПА-500 предусмотрен автоматический останов работы котла в случаях: повышения температуры пара сверх установленной (190 °С); превышения рабочего давления пара более 0,02 МПа (0,2 кгс/см2); прекращения горения топлива; повышения температуры уходящих газов сверх 210 °С; обрыва одного (контролируемого) или двух ремней привода питательного насоса. Предохранительный клапан парового котла отрегулирован на 0,93 МПа (9,3 кгс/см2).

В котлах, работающих на газообразном топливе, кроме перечисленных случаев предусматривается автоматический останов при снижении давления газа на 300 Па (30 мм вод. ст.) ниже допускаемого значения и при снижении давления воздуха перед горелкой на 100 Па (10 мм вод. ст.) ниже установленного. Система автоматического регулирования котла малой мощности АМК-У.

Комплексная автоматизация работы паровых котлов паропроизводительностью до 1,6 т/ч и водогрейных котлов, работающих на жидком и газообразном топливе, осуществляется системой АМК-У, рассчитанной на работу в закрытых отапливаемых помещениях в диапазоне температур от +5 до +50 °С при относительной влажности до 80%. В зависимости от области применения, типа и вида сжигаемого топлива предусматривается восемь модификаций системы.

Модификации системы АМК обеспечивают двухпозиционное автоматическое в заданных пределах регулирование давления пара и уровня воды в барабане котла, пропорциональную подачу воздуха и поддержание разрежения в топке в соответствии с расходом топлива, а также защиту котла при упуске воды, превышении давления пара сверх допустимого, при прекращении подачи воздуха и электроэнергии, погасании пламени горелки или форсунки, прекращении тяги. При срабатывании защиты по любому параметру происходит отключение топлива и включается звуковая сигнализация. В случае упуска воды кроме звуковой сигнализации включается световое табло ’’Воды нет”. Автоматические защиты построены таким образом, что после их срабатывания по любому аварийному параметру (кроме погасания пламени) и его восстановлении до нормы самозапуск котла исключается: необходимо вмешательство оператора.

Источником питания системы автоматики служит сеть переменного тока напряжением 220/380 В. Подача газа в котел осуществляется через газовые клапаны ’’большого” (К-70) и ’’малого” (К-40) горения. Жидкое топливо в котел подается аналогично, через два соленоидных клапана. Управление клапанами осуществляется блоком соленоидов (соленоид ’’большого” горения и соленоид ’’малого” горения). Регулирование давления пара производится двухпозиционным регулятором. Импульс по давлению пара поступает от датчика - реле давления. При нормальной работе котла, когда давление пара находится в заданных пределах, контакт датчика В4 (рис. 39) замкнут, обмотка реле Р10 находится под током и своим контактом Р10/1 замыкает цепь питания соленоида клапана ’’большого” горения Эм4 (Эм8). Превышение давления в котле сверх уставки срабатывания защиты вызывает размыкание контакта В4, обесточивание реле Р10 и отключение контактом Р10/1 питания соленоида клапана ’’большого” горения Эм4 (Эм8). Работа котла продолжается при открытых клапанах запальника Эм5 (Эм7) и ’’малого” горения Эм6. Отключение клапана ’’большого” горения влечет уменьшение расхода газа до 40% (на жидком топливе до 50%) и, как следствие, снижение давления пара в котле. При падении давления пара в котле до величины, определяемой настройкой датчика, контакт В4 замыкается, и вновь включается клапан ’’большого” горения Эм4 (Эм8). Этим обеспечивается работа котла в диапазоне нагрузок 40-100% (на жидком топливе 50-100%). Частота открытия и закрытия клапана ’’большого” горения определяется характером изменения нагрузки котла и зоной возврата контактного устройства датчика давления.

Регулирование питания котла водой осуществляется двухпозиционным регулятором уровня, датчиками уровня которого являются два электрода (Э1 и Э2) в уровнемерной колонке. Один датчик устанавливается на нижнем регулируемом уровне (НРУ), другой - на верхнем регулируемом уровне (ВРУ). В случае питания котла от индивидуального питательного насоса с электроприводом М2 функцию исполнительного органа регулятора питания выполняет магнитный пускатель РЗ, управляющий работой электродвигателя М2 питательного насоса. При пониженном уровне воды в котле реле уровня Р11 обесточено, включен контактами P12 магнитный пускатель РЗ, и питательный насос работает с номинальной производительностью. Как только уровень воды достигнет верхнего регулируемого уровня ВРУ, включается реле уровня Р11/1 и контактом Р11/2 разрывает цепь питания магнитного пускателя РЗ, отключая привод питательного насоса. Питание котла водой прекращается. Реле Р11 контактом Р11/1 блокируется. Уровень воды в барабане котла при его работе постепенно понижается, и при снижении его ниже НРУ происходит обесточивание реле Р11 и включение питательного насоса. Регулирование подачи насоса автоматической системой АМК не предусматривается, уровень воды в барабане регулируется от нижнего до верхнего регулируемых уровней включением насоса на номинальную производительность и отключением его.

Система автоматики АМК предусматривает пропорциональное изменение подачи воздуха при изменении расхода топлива. Это достигается электрической блокировкой управления клапанами ’’большого” горения Эм4 (Эм8) и электромагнитного исполнительного механизма Эм1, осуществляющего открытие воздушной заслонки вентилятора. Максимальному расходу топлива соответствует максимальная подача воздуха. Исполнительный механизм Эм1 привода воздушной заслонки и соленоиды клапана ’’большого” горения Эм4 (Эм8) управляются контактами реле Р10.

В котлах, работающих на жидком топливе, для обеспечения тонкого распыла и стабильного горения применяется подогрев топлива до температуры 80-105 °С. Подогрев осуществляется электрическим нагревателем. Регулирование температуры топлива обеспечивается автоматическим включением и отключением нагревателя. В качестве датчика температуры используется комбинированное реле КРД-1 (КРД-2), управляющее своим контактом ВЗ цепью питания реле температуры жидкого топлива Р8. Если температура жидкого топлива недостаточна, контакт ВЗ датчика температуры замыкается, срабатывает реле Р8 и включается электронагреватель. Как только температура топлива достигнет верхней регулируемой величины, контакт ВЗ размыкается, реле Р8 обесточивается и электронагреватель отключается.

Пуск котла в работу осуществляется дистанционно, нажатием кнопки ’’Пуск”, сопровождающимся срабатыванием магнитного пускателя Р1, подачей напряжения на цепи автоматики, включением блокировочного реле Р7. Магнитные пускатели РЗ и Р4 включают в работу электродвигатели вентилятора М4, дымососа Ml (при его наличии), питательного насоса М2. Загораются сигнальные лампы ’’Напряжение” и ’’Воды нет” (если уровень ее в барабане котла ниже нижнего аварийного уровня), вентилируется топка, и подготавливается схема к подаче топлива и его зажиганию. После заполнения котла водой гаснет табло ’’Воды нет”, и срабатывает реле Р12. После замыкания контактов датчика предельного давления пара В5, датчика давления воздуха В8, датчика разрежения в топке В9, датчика аварийного понижения давления газа В10, датчика превышения давления газа В11 и через 10-15 с после первого нажатия кнопки ’’Пуск” срабатывает реле Р5, котел готов к розжигу. При повторном нажатии кнопки ’’Пуск” после тщательной вентиляции топки и газоходов происходит автоматический розжиг котла. Срабатывает реле Р9, а у котлов, работающих на жидком топливе, срабатывает при этом магнитный пускатель Р2 электродвигателя топливного насоса, и замыкается контакт датчика давления жидкого топлива В7. Когда кнопка ’’Пуск” будет выключена (при всех нормальных параметрах), реле Р9, блокируясь своими контактами, включает схему блокировочных реле и защиты Р14, Р15.

Зажигание топлива происходит при устойчивом пробое зазора 6-10 мм на электродах напряжением 10 кВ, создаваемым на вторичной обмотке трансформатора Тр2. В схеме автоматики котлов, работающих на газе, предусматривается один трансформатор зажигания, а у котлов, работающих на жидком топливе, - два параллельно включаемых трансформатора. Управление схемой зажигания осуществляет реле контроля пламени Р5. Если пламя в топке погаснет, срабатывает реле Р5 и включает схему зажигания. Вместе с этим включается в работу тепловое реле времени РТ1, и в течение 25-40 с производится попытка автоматического розжига.

В котлах, работающих на газообразном топливе, искра от трансформатора зажигания подается на зажигание газа, выходящего из запальника при открытом клапане Эм5, а на жидком топливе - непосредственно на зажигание топлива при открытом клапане малого горения Эм7. Появление факела сопровождается включением исполнительного механизма Эм8, полностью открывающего воздушную заслонку. На газовом топливе открываются клапаны большого и малого горения, а на жидком топливе - клапан большого горения. При успешном запуске загорается сигнальная лампа ’’Нормальная работа”. Останавливают котел нажатием кнопки ”Стоп”.

Защита котла при превышении давления пара выше заданного настройкой датчика (реле ДЦ-10-20К) происходит при размыкании контакта В5 и срабатывании схемы защиты, реле Р14 и Р9 обесточиваются, и подача топлива прекращается. Для защиты котла от упуска воды в уровнемерной колонке устанавливается датчик нижнего аварийного уровня Э4, который включается в цепь питания реле Р12. Аварийное понижение уровня воды сопровождается разрывом цепи питания реле Р12, катушка реле обесточивается, срабатывает схема защиты, реле Р9, Р14 обесточиваются, прекращается подача топлива, и отключается питательный насос.

Защита котла от перепитки водой не предусматривается. Для исключения аварий, связанных с перепиткой котла, в схеме автоматики предусмотрена сигнализация верхнего аварийного уровня, датчиком которой служит электрод ЭЗ в уровнемерной колонке. В защите котла от аварийного понижения разрежения применяется датчик (реле напора н тяги ДНТ-100), настраиваемый на определенную тягу. При уменьшении тяги срабатывает датчик, его контакт В9 разрывается, срабатывает схема защиты, и реле Р9, Р14 обесточиваются.
Схема защиты котла при аварийном понижении давления жидкого топлива построена с использованием в качестве датчика реле давления РД-12 с пределами настройки от 0,5 до 2,0 МПа (от 5 до 20 кгс/см2). Снижение давления топлива ниже уставки срабатывания защиты связано с размыканием контакта реле В7, что вызывает срабатывание схемы защиты и обесточивание реле Р9, Р14.

Устройство контроля пламени в автоматической системе АМК представляет двухкаскадный усилитель постоянного напряжения на двойном триоде 6Н6П. На вход схемы к зажимам 1, 2 подключается чувствительный элемент. Выходом схемы служит нагрузка реле контроля пламени Р5, контакты которого управляют включением и отключением газовых и мазутных клапанов и системы зажигания. В котлах, работающих на газе, чувствительным элементом является контрольный электрод Э5, устанавливаемый в топке изолированно от корпуса горелки и котла таким образом, чтобы конец его омывался пламенем горелки (запальника), см. рис. 10.

При работе котлов на жидком топливе в качестве чувствительного элемента применяется фотоэлемент Эб и фотоэлектрический датчик (ФД). Устройство контроля пламени обеспечивает защиту котла при аварийном погасании пламени.

Система автоматики КСУ-2П

Комплект средств управления (КСУ) (рис. 40) для паровых котлов паропроизводительностью до 2,5 т/ч, работающих на газообразном и жидком топливе, разработан взамен системы автоматики АМК-У. Комплект средств управления при различном сочетании приборов и устройств позволяет автоматизировать работу котлов независимо от тепловой схемы и вида сжигаемого топлива.

Котлы с естественной циркуляцией, принудительной подачей воздуха и принудительной тягой комплектуются средствами управления КСУ-2П-1, такие же котлы с топками под наддувом - средствами управления КСУ-2П-2. Для оснащения прямоточных котлов с топкой под наддувом предназначен комплект КСУ-2П-3. Электрическое питание комплекта осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 220/380 В или 127/220 В.

Комплект средств управления рассчитан на работу при температуре окружающего воздуха от +5 до +50 °С и относительной влажности от 30 до 80% во всем диапазоне рабочих температур, обеспечивает регулирование: уровня воды в барабане котла в пределах от нижнего регулируемого уровня (НРУ) до верхнего регулируемого уровня (ВРУ) по сигналам датчика уровнемерной колонки; подачи топлива и воздуха в диапазоне 50-100% по сигналу датчика давления пара; температуры мазута в интервале 80-95 °С по сигналам датчика регулирования температуры топлива.

Автоматические защиты и блокировки обеспечивают останов котла и блокировку его пуска при понижении уровня воды в барабане котла ниже нижнего аварийного уровня (НАУ); повышении давления пара в котле сверх допустимого; понижении давления воздуха за заслонкой; понижении давления газа перед блоками клапанов или его аварийном повышении; понижении температуры мазута или ее аварийном повышении; понижении давления мазута перед клапаном-отсекателем; погасании пламени основного факела или пламени запальника. Световая сигнализация предусмотрена зеленым светом: ’’Сеть”, ’’Котел включен”, ’’Регулирование”; красным светом: ’’Котел отключен” с расшифровкой причины отключения; ’’Давление воздуха низкое”, ’’Давление пара высокое”, ’’Уровень воды низкий”, ’’Уровень воды высокий”, ’’Давление топлива низкое”, ’’Давление газа высокое”, ’’Температура мазута низкая”, ’’Температура мазута высокая”, ’’Нет пламени”.

Автоматика регулирования работы котлов формирует информационный сигнал на диспетчерский пульт об окончании розжига и о нарушении нормальной работы котла или комплекта. Конструктивно комплект КСУ-2Г1 выполнен в виде двух отдельных блоков: блока управления и сигнализации (БУС) и блока коммутационных элементов (БКЭ). В блоке БУС размещены все элементы, обеспечивающие управление пуском и остановом, регулирование, защиту, сигнализацию. На передней панели располагаются сигнальные лампы, органы управления и контроля. В блоке БКЭ размещены: реле и пускатели, автоматический выключатель сети, блок запального устройства схемы зажигания.

Электрическое соединение блоков БУС и БКЭ между собой осуществляется с помощью соединительного кабеля, оканчивающегося вилками разъемов типа РША, а соединение блоков с внешними устройствами - через клеммные колодки, расположенные на задней стенке блока БУС и в нижней части блока БКЭ. Комплект содержит следующие основные функциональные устройства: устройство программного управления и регулирования; устройство защиты блокировок и сигнализации; усилителей мощности; устройство питания.

Схемы устройств программного управления и регулирования, защиты и сигнализации построены на элементах двоичной логики. Устройство программного управления и регулирования формируег последовательность команд.управления исполнительными органами и приводами в процессе работы котла. При выполнении программы пуска устройство автоматически вырабатывает необходимую последовательность команд на включение устройств защиты по отдельным параметрам и состояниям.

Устройство защиты и блокировки воспринимает сигналы датчиков защиты и при аварийном значении любого из этих сигналов обеспечивает останов котельной установки и блокировку ее пуска (путем воздействия на управляющие блоки), а также подачу команд на включение соответствующих устройств аварийной сигнализации. Включение в работу устройств защиты и блокировки производится в процессе пуска котельной установки по сигналам, поступающим от управляющих устройств.

Устройство аварийной сигнализации вырабатывает команды на включение световых и звуковых сигналов по импульсам команд устройств защиты и блокировки. На передней панели блока БУС имеются кнопки проверки исправности и отключения световой и звуковой сигнализации. Рабочая сигнализация управляется сигналами с устройства программного управления и регулирования. Усилители мощности служат для усиления мощности управляющих сигналов, вырабатываемых управляющими устройствами и подаваемых на исполнительные устройства котельной установки.

Преимущества системы автоматики КСУ-2П по сравнению с системой АМК-У: система КСУ-2П предусматривает полную автоматизацию котла с возможностью контроля и управления с диспетчерского пункта; система КСУ-2П обеспечивает защиту, аварийную и рабочую сигнализацию с запоминанием первопричины останова котла; система КСУ-2П повышает надежность работы оборудования за счет более совершенной схемы с использованием высоконадежных бесконтактных дискретных элементов.

Автоматическое регулирование параметров работы котла осуществляется двухпозиционными регуляторами, принцип работы которых аналогичен работе регуляторов системы АМК-У.
Управляющее устройство КУРС-101.

В схемах автоматизации пароводогрейных котлов, работающих на газообразном или жидком топливе, применяются управляющие устройства КУРС-101 (рис. 41). Устройства предназначены для работы в интервале температур от +5 до +50 °С при относительной влажности во всем диапазоне рабочих температур 30-80%. Питание устройства осуществляется от сети трехфазного переменного тока напряжением 220 В, потребляемая мощность не превышает 220 В*А.

Управляющее устройство КУРС-101 обеспечивает: автоматический пуск и останов котла; предварительную вентиляцию топки; автоматический розжиг горелочного устройства; необходимые в пусковой период блокировки; позиционное автоматическое регулирование тепловой мощности котла; автоматическую защиту при аварийных ситуациях; рабочую и аварийную сигнализацию; формирование сигнала аварии на диспетчерский пункт. Управляющее устройство конструктивно выполнено по блочномодульному принципу и включает панель управления и сигнализации (ПСУ), шкаф с поворотной рамой и шкаф магнитных пускателей.

Панель управления и сигнализации (ПСУ) объединяет модуль сигнализации С-02 с индикаторными лампами; предваригельная вентиляция; зажигание; клапан запальника; факел; температура воды (предельная); давление пара (предельное); послеостановочная вентиляция. Индикаторная лампа ’’Работa” cигнализирует о нормальной работе устройства, индикаторные лампы ’’Газ” и ’’Мазут” о виде топлива, на которое включено устройство. В панель включены также индикаторные лампы ”Водогр” и ’’Паровой”, сигнализирующие о режиме работы котла, на который включено устройство; индикаторная лампа’’Напряжение”, сигнализирующая о наличии напряжения электрического источника питания на входе в устройство; индикаторная лампа ”АВР пит. насоса”, сигнализирующая об автоматическом включении резервного питательного насоса (при работе котла в паровом режиме); индикаторная лампа ”Авария” - о наступлении аварийного режима по любому параметру.

Модуль сигнализации С-01 с индикаторными лампами сигнализирует первопричину аварийного отключения котла: уровень низкий; уровень высокий; давление газа перед регулирующим органом высокое; температура мазута низкая; давление топлива перед клапаном-отсекателем низкое; давление вторичного воздуха низкое; давление газа перед горелкой низкое; давление первичного воздуха низкое; факела нет; клапан-отсекатепь не закрыт; пламени запальника нет.

Блок кнопок управления имеет кнопку ’’Пуск” включения логической схемы управляющего устройства и пуска котла; кнопку включения ’’регулирование ВКЛ” и отключения’’регул и ров ание ОТКЛ” регулирования с модулем К-01, кнопку ’’Стоп” для отключения устройства и приведения схемы в исходное предпусковое состояние. В систему управления и сигнализации включен указатель типа ИПУ положения регулирующего органа.

В шкафу с поворотной рамой размещены: блок П-11А для обеспечения электрического питания элементов схемы; блок У-04 для управления двигателем исполнительного механизма МЭО-410О; блок Ф-03 для подачи напряжения на бобину катушки зажигания (Б-1), установленную на горелке котла.

Перечисленные устройства объединены в блок управления БУ-01. Здесь же размещены: блок переключателей БП-01 рода топлива (газ, мазут), режима работы (водогрейный, опробование питательного насоса, паровой), питательных насосов (№ 1, № 2), опробования и нормальной работы вентиляторов, включения и отключения напряжения на входе устройства; блок Р реле, управляющих электромагнитными исполнительными устройствами; блок Б-1 для размещения и межмодульного монтажа с помощью штепсельных разъемов и жгутов.

Электропусковая аппаратура размещается в шкафу магнитных пускателей. Пуск котла (при включенном электрическом питании и отсутствии сигналов, фиксирующих аварийное состояние какого-либо параметра или предельное состояние основного параметра - температуры воды или давления пара) осуществляют нажатием кнопки ”Пуск”. После этого исполнительным механизмом осуществляется полное открытие регулирующих органов топлива и воздуха (об этом судят по показаниям указателя положения), включаются магнитные пускатели первичного воздуха (только при работе котла на мазуте) и вторичного воздуха, включается отсчет времени предварительной вентиляции. По истечении времени предварительной вентиляции (120±24 с) автоматика регулирования работы котлов выдает сигнал на исполнительный механизм, прикрывающий воздушную заслонку и регулирующий заслонку на подаче топлива до 20% открытия, подается напряжение на катушку зажигания Б-1 и на клапаны запальника.

Если в течение времени 10 ± 2 с не произойдет розжиг запальника, появляется сигнал ’’Авария”, включается послеостановочная вентиляция, обесточиваются клапаны запальника и катушка зажигания. Продолжительность послеостановочной вентиляции 60±12 с, после чего обесточиваются цепи магнитных пускателей вентиляторов. В случае розжига запальника обеспечивается подача напряжения на клапаны отсекателя (на газовой и мазутной линиях) и обесточиваются катушки зажигания Б-1. Розжиг горелочного устройства происходит в течение 7 ± 1,4 с (на газе) и 11 ± 2,2 с (на мазуте). Если за это время розжиг горелочного устройства не произойдет, включаются сигнал ’’Авария” и послеостановочная вентиляция, обесточиваются клапаны запальника и клапаны-отсекатели на линии подачи топлива. По истечении времени послеостановочной вентиляции обесточиваются магнитные пускатели вентиляторов.

При розжиге горелочного устройства по истечении времени окончания пуска (35±7 с) регулирующие органы топлива и воздуха переводятся в положение 40% открытия. Катушки клапанов запальника обесточиваются через 60±12 с времени совместной работы запальника и горелочного устройства.

Работа котла в режиме 40%-ной нагрузки продолжается в течение времени, оговоренного инструкцией по эксплуатации котла, необходимого для прогрева всех элементов, после чего может быть включено кнопкой ’’Регулирование ВКЛ” автоматическое регулирование основного параметра котла - температуры горячей воды или давления пара. Автоматическое регулирование осуществляется перемещением исполнительного механизма, регулирующего подачу топлива и воздуха, в прложении 40 и 100%.

В случае достижения предельного состояния регулируемого параметра схемой обесточиваются цепи питания клапанов-отсекателей на линии подачи топлива, происходит перемещение регулирующих органов топлива и воздуха в положение 20%-ного открытия, срабатывает автоматика регулирования работы котлов и включается послеостановочная вентиляция, по истечении времени работы котла обесточиваются цепи питания магнитных пускателей венти норов. При снятии сигнала предельного состояния параметра и пост у поении в управляющее устройство сигнала низкого состояния параметра схемой обеспечивается автоматический пуск котла в указанной выше последовательности.

Автоматика регулирования работы котлов отключается нажатием кнопки ’’Регулирование ОТКЛ”, сопровождающимся переключением исполнительного механизма в положение до 40%-ного открытия регулирующих органов топлива и воздуха. Отключение котла осуществляется нажатием кнопки ’’Стоп”, сопровождающимся обесточиванием цепей клапановчзтсекателей топлива, автоматическим перемещением регулирующих органов топлива и воздуха в положение 20%-ного открытия, включением послеостановочной вентиляции, обесточиванием цепей управления магнитными пускателями вентиляторов.

Если в процессе нормальной работы или в пусковом периоде в управляющее устройство поступит сигнал об аварийном состоянии какого-либо параметра, загорается сигнал ’’Авария” и индикаторная лампочка, соответствующая первопричине аварии, а также индикаторная лампочка ’’послеостановочная вентиляция” (за исключением аварии по понижению давления первичного или вторичного воздуха, поскольку в этом случае цепи магнитных пускателей вентиляторов обесточиваются). Одновременно обесточиваются цепи управления клапанами- отсекателями топлива, что сопровождается погасанием ламп ’’Работа” и ’’Факел”; регулирующие органы топлива и воздуха перемещаются в положение 20%-ного открытия (за исключением аварии по понижению давления первичного и вторичного воздуха). Как только истечет время послеостановочной вентиляции, обесточиваются цепи управления магнитными пускателями вентиляторов, о чем свидетельствует погасание индикаторной лампочки ’’Послеостановочная вентиляция”. Снятие сигнала ’’Авария” осуществляется нажатием кнопки ’’Стоп”.

Система аварийной сигнализации управляющего устройства предусматривает фиксацию: понижения уровня воды в котле или в деаэраторе (водогрейный режим); повышения уровня воды в котле; повышения давления газа перед регулирующим органом; понижения температуры мазута; понижения давления топлива перед клапаном-отсекателем; понижения давления вторичного воздуха; понижения давления газа перед горелкой; понижения давления первичного воздуха; погасания факела горелочного устройства; отсутствия закрытия клапанов-отсекателей; погасания пламени запальника.

Схемы автоматического регулирования паровых барабанных котлов.

Для котлов типа ДКВР, ДЕ, КЕ схемы автоматического регулирования определяются техническими условиями завода-изготовителя и предусматривают автоматическое регулирование процессов горения и питания котла водой. Автоматическое регулирование процесса горения обеспечивает подачу топлива в топку в зависимости от нагрузки котла, поддержание оптимального соотношения топливо - воздух и устойчивого разрежения в топке. Общность динамических свойств участков регулирования котла позволяет применять типовые схемы автоматического регулирования. Наиболее распространенная схема автоматического регулирования построена на базе регуляторов системы ’’Кристалл” (рис. 42).

Регулирование подачи топлива в топку обеспечивает соответствие паропроизводительности котла паровой нагрузке. В котлах типов ДКВР, ДЕ, КЕ роль регулятора нагрузки выполняет регулятор давления пара в барабане котла, воздействующий на изменение подачи топлива и имеющий жесткую или гибкую обратную связь (рис. 42 , 43, а). Применение регуляторов с жесткой обратной связью позволяет поддерживать значение регулируемой величины с отклонением от заданного до 4-6%. При более высоких требованиях к точности регулирования применяется регулятор с гибкой обратной связью.

Изменение давления в барабане котла во время работы воспринимается датчиком давления - электрическим манометром МЭД, выдающим сигнал рассогласования в виде напряжения переменного тока, который поступает в усилитель 2УТ. Усилитель 2УТ включает, в зависимости от знака отклонения давления, соответствующее реле исполнительного механизма 2ГИМ (ГИМ-2Д, ГИМ-2ДИ), который перемещает регулирующий орган подачи топлива - мазутный клапан или газовую заслонку. Одновременно с работой исполнительного механизма формируется сигнал обратной связи, который снимается с устройства (датчика) обратной связи УОС исполнительного механизма ГИМ-2Д (ГИМ-2ДИ) и вводится в усилитель 2УТ, где суммируется с основным сигналом рассогласования. Введение обратной связи прекращает действие регулятора несколько раньше стабилизации давления с учетом инерционности завершения процесса регулирования.

Регулирование подачи воздуха обеспечивает оптимальное соотношение между подаваемыми в топку топливом и воздухом (оптимальный избыток воздуха), чем достигается максимальная экономичность сжигания топлива на всех режимах работы котла.

При работе на газе регулятор по схеме ’’топливо - воздух” (рис. 43, б) получает импульс по расходу газа к котлу, который непосредственно измеряется расходомером, и импульс по перепаду давления воздуха, который пропорционален расходу воздуха. Регулятор воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора. В котлах типов ДКВР и ДЕ используется более простая схема (рис. 43,в), где импульс по расходу газа (мазута) заменяется импульсом по давлению газа (мазута) перед горелками, косвенно характеризующим расход топлива. Такая замена допустима для котлов, работающих с устойчивым разрежением в топке. В этом случае вторым импульсом, поступающим на регулятор, будет импульс по давлению воздуха перед горелками. Для котлов, работающих на жидком топливе, при измерении его расхода сужающим устройством схема ’’топливо - воздух” не отличается от аналогичной схемы, применяемой на котлах, работающих на газообразном топливе.

Иногда в схемах регулирования подачи воздуха вместо импульса от датчика расхода топлива используется импульс от датчика перемещения исполнительного механизма регулятора топлива (при работе на жидком и твердом топливе). Здесь следует иметь в виду, что расход топлива не всегда соответствует положению выходного звена исполнительного органа, на котором устанавливается датчик перемещения. В результате не обеспечивается требуемая точность поддержания соотношения ’’топливо - воздух”.

На рис. 42 показана схема регулирования подачи воздуха по принципу ’’пар-воздух”. Структурная схема такого регулирования приведена на рис. 43, г. Эта схема удобна для котлов, работающих с частой сменой топлива (газ или мазут), так как исключается необходимость настройки регулятора воздуха каждый раз при переходе с одного вида топлива на другой. Импульс по расходу пара от дифманометра 2ДМ-6 поступает на усилитель ЗУТ. Сюда же поступает импульс по расходу воздуха от дифференциального тягомера 2ДТ2. В регуляторе воздуха РВ (усилителе ЗУТ) электрические сигналы от дифманометров 2ДМ-6 и 2ДТ2 суммируются: при оптимальном соотношении параметров алгебраическая сумма сигналов равна нулю.

В случае рассогласования результирующий сигнал усиливается и различается по направлению, что приводит к срабатыванию соответствующего реле исполнительного механизма ИМ, который приводит в действие регулирующий орган РО расхода воздуха - дроссельную заслонку или направляющий аппарат дутьевого вентилятора, что влечет увеличение или уменьшение количества воздуха, подаваемого в топку. Регулирование заканчивается установлением оптимального соотношения расхода воздуха с расходом пара. В устройстве обратной связи используется импульс от датчика перемещения исполнительного механизма регулятора топлива (ДП).

Регулирование тяги обеспечивает автоматическое поддержание устойчивого разрежения в топке котла в пределах от -20 до -30 Па (от -2 до -3 кгс/м 2). Регулятор разрежения получает импульс по разрежению в верхней части топочной камеры от дифференциального тягомера ЗДТ2. Усилитель 4УТ регулятора осуществляет управление исполнительным механизмом тяги 4ГИМ, воздействующим на направляющий аппарат дымососа (рис. 43).

Регулирование питания осуществляется автоматическим поддержанием уровня воды в заданных пределах. В котлах типов ДКВР, ДЕ, КЕ относительно большой объем барабана позволяет, при отсутствии значительных колебаний нагрузок, применять одноимпульсный (по уровню) регулятор питания. Датчиком уровня является дифманометр 1ДМ-6, используемый в качестве гидростатического уровнемера (рис. 42). Регулирующим органом является регулирующий клапан на питательном трубопроводе, который управляется исполнительным механизмом 1ГИМ. Перемещение регулирующего органа определяется суммой воздействий-отклонения регулируемой величины (импульс от дифманометра 1 ДМ-6) и интеграла по времени от этого отклонения (импульс от устройства обратной связи УОС). Время действия обратной связи определяется расчетным путем.

Помимо устройств автоматического регулирования схемами автоматизации предусматриваются автоматические защиты котлов, обеспечивающие заданную последовательность операций при растопке котла, и автоматическое прекращение подачи топлива при возникновении аварийных режимов.

Паровые котлы независимо от давления и паропроизводительности, работающие на газе или жидком топливе, оборудуются устройствами, прекращающими автоматически подачу топлива к горелкам в случае: повышения или понижения давления газообразного топлива перед горелками; понижения давления жидкого топлива перед горелками (за исключением котлов с ротационными форсунками); уменьшения разрежения в топке; понижения или повышения уровня воды в барабане; понижения давления воздуха перед горелками (для котлов, оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха); погасания факела горелок, отключение которых при работе котла не допускается.

Для котлов, работающих на твердом топливе, предусматриваются устройства, прекращающие автоматически подачу топлива в случае: понижения давления воздуха к горелкам; уменьшения разрежения в топке; повышения или понижения уровня воды в барабане котла; погасания факела. На котлах с механическими слоевыми топками для сжигания твердого топлива кроме прекращения подачи топлива необходимо отключить тягодутьевые установки.

Система автоматизации газомазутных водогрейных котлов

Система автоматизации газомазутных водогрейных котлов типа КВ-ГМ теплопроизводительностью 11,63; 23,3 и 34,9 МВт (10, 20 и 30 Гкал/ч) построена на базе комплекта КСУ-30-ГМ и обеспечивает: автоматический пуск (останов) котла с выводом его на заданный режим и автоматическим включением регуляторов разрежения, соотношения топливо - воздух, а также температуры воды за котлом или до котла; автоматическое поддержание и контроль основных параметров в рабочих и пусковых режимах; сигнализацию выполнения операций при пуске и аварийном отклонении параметров при рабочих режимах; защиту котла при возникновении предаварийной ситуации; работу котла без постоянного дежурного персонала.

Комплект автоматика регулирования работы котлов КСУ-30-ГМ функционально включает регулирующую часть, предназначенную для автоматической стабилизации рабочих параметров, и логическую, осуществляющую автоматическое выполнение операций пуска, останова, защиты, сигнализации, блокировки. Питание комплекта производится переменным током 380/ /220 В, 50 Гц. Данная система автоматики применяется и в котельных, где работа без дежурного персонала не может быть обеспечена, для чего предусмотрены показывающие приборы и сигнализация (пусковая, рабочая и аварийная). Принципиальная схема системы автоматического регулирования, защиты и сигнализации приведена на рис. 44.

Температура воды за котлом (или до него) в заданных пределах поддерживается регулятором РТК, изменяющим подачу топлива в топку. В качестве датчика температуры воды используется термометр сопротивления, устанавливаемый на трубопроводе при выходе воды из котла (на входе воды в котел). Оптимальное соотношение топлива и воздуха при работе котла обеспечивается регулятором PC, входными сигналами для которого служат расходы топлива и воздуха (давление воздуха) перед горелкой. Регулятор изменяет расход вторичного воздуха, воздействуя на направляющий аппарат вентилятора, и поддерживает избыток воздуха в топке в соответствии с заданным режимной картой по расходу топлива в различных режимах. В регуляторе предусмотрена возможность введения дополнительного корректирующего сигнала по содержанию кислорода в дымовых газах.

Заданное разрежение в топке котла поддерживается регулятором разрежения РР, воздействующим на изменение положения направляющего аппарата дымососа.
Регулирование расхода воды через котел производится регулятором РРВ, управляющим регулирующим клапаном за насосом рециркуляции, установленным на линии прямая - обратная вода.

Необходимая температура воды на входе в тепловую сеть поддерживается регулятором РТС, изменяющим расход холодной воды с помощью перепускного регулирующего клапана, установленного на перемычке. Входным сигналом регулятора служит сигнал от термометра сопротивления, установленного на трубопроводе прямой воды. В системе автоматизации используются электрические исполнительные механизмы типа МЭО. Регуляторы основных параметров обеспечивают пропорционально-интегральное регулирование, позволяющее с высокой точностью поддерживать заданные величины регулируемых параметров во всех установившихся режимах работы котла.

Давление газа перед горелкой регулируется регулятором РДУК. Перед регулирующим органом основной горелки (поворотной заслонкой) и запальником установлены по два быстродействующих клапана-отсекателя, между которыми на свече безопасности имеются электромагнитные продувочные клапаны. Открытие клапанов-отсекателей перед основной горелкой производится автоматически за 45 с, а закрытие - практически мгновенно.

При работе на жидком топливе производится его предварительный подогрев до 85-95 °С. Давление топлива перед регулирующим поворотным золотниковым краном поддерживается регулятором прямого действия ”до себя”. Перед регулирующим поворотным краном установлен электромагнитный быстрозапорный клапан. Сигналы от датчиков давления и температуры жидкого топлива поступают в пусковую блокировку и систему зашиты котла.

Контроль за наличием факелов запальника и основной горелки осуществляется запально-защитным устройством ЗЗУ-4 (ионизационным датчиком для факела запальника и фотодатчиком для основного факела).

При аварийных отклонениях параметров в процессе работы котла обеспечивается автоматическая защита его в случаях: отсутствия факела запальника (в пусковой период); погасания факела основной горелки; падения давления первичного и вторичного воздуха перед горелкой; повышения давления газа перед регулирующим органом и понижения давления его перед отсечным клапаном основной горелки; снижения давления и температуры жидкого топлива перед регулирующим краном; повышения температуры жидкого топлива; уменьшения и увеличения давления в топке котла; снижения расхода воды через котел и ее давления за котлом; повышения давления и температуры воды за котлом; падения напряжения в цепях защиты и сигнализации; открытия форсунки и повышения тока ее электропривода (при работе на жидком топливе).

При работе котла на газе аварийная защита по мазуту отключается. Срабатывание защиты сопровождается световым (красным) и звуковым сигналами с фиксацией первопричины (при этом имеется возможность дистанционной подачи на диспетчерский пункт аварийного сигнала без расшифровки причины аварии).

Пусковая и рабочая сигнализация в системе управления (зеленый световой сигнал) дает информацию о наличии электропитания элементов комплекта; включении котла в работу; нормальной работе вентилятора первичного и вторичного воздуха, дымососа, двигателя ротационной горелки, электрозадвижек на входе и выходе из котла и на линии рециркуляционного насоса; наличии факела основной и запальной горелок; достижении номинального значения давления воды в напорном патрубке рециркуляционного насоса и заданного значения температуры воды на выходе из котла; исходном (закрытом) состоянии клапановчзтсекателей подачи топлива, шибера первичного воздуха и мазутной форсунки.
Автоматический розжиг котла происходит, если выполнены следующие условия: давление газа перед отсечными клапанами не менее 10 кПа (1000 кгс/м2)*; температура мазута перед отсечным клапаном не ниже 85 °С; давление мазута перед регулирующим клапаном не менее 0,2 МПа (2 кгс/см 2); расход воды через котел отличается не более чем на 7% от номинального значения; давление воды после котла не менее 1,0 МПа (10 кгс/см 2); получена информация о закрытии клапанов-отсекателей, регулирующего органа подачи топлива, направляющих аппаратов дымососа и вентилятора вторичного воздуха и форсунки (от концевых выключателей); поступил сигнал об открытии задвижки на линии нагнетания рециркуляционного насоса.

Автоматика регулирования работы котлов предусматривает выполнение ряда операций в следующей последовательности. После нажатия кнопки ’’Автоматический пуск” через 30 с включается дымосос, а через 60 с пускается вентилятор вторичного воздуха (при работе на мазуте дополнительно включаются вентилятор первичного воздуха и электродвигатель мазутной форсунки) и одновременно включается регулятор разрежения. Как только открытие направляющего аппарата вентилятора вторичного воздуха достигнет 60%, включается защита по минимально допустимому давлению вторичного воздуха и минимально допустимому разрежению (при работе на мазуте дополнительно" включается защита по минимально допустимому давлению первичного воздуха и по максимальному току электродвигателя форсунки).

Открывание направляющего аппарата начинается через 30 с после включения вентиляторов. В течение 10 мин осуществляется предварительная вентиляция топки и газоходов котла, затем она отключается, и через 5 с после закрытия направляющего аппарата вторичного воздуха подается команда на автоматическое включение трансформатора зажигания. Спустя 5 с подается сигнал на открытие двух клапанов - отсекателей запальника и на закрытие свечи безопасности. Если через 5 с после этой команды не поступит сигнал от ионизационного датчика ЗЗУ-4 о наличии пламени на запальнике, то автоматически закрываются клапаны, открывается свеча безопасности, выключается трансформатор зажигания и повторяется команда на повторение предыдущей операции. После розжига запальника через 5 с включается защита по факелу на нем, а по истечении еще 10 с регулирующий орган на топливной магистрали и направляющий аппарат вторичного воздуха автоматически переводятся в положение, соответствующее пусковой нагрузке котла. Затем, при работе на газе, автоматически открывается два главных клапана-отсекателя и закрывается свеча безопасности на газопроводе, а при работе на мазуте открывается клапан-отсекатель на мазутовыe. Вместе с этим переводится в дистанционный режим регулятор разрежения и блокируется датчик по минимальному разрежению в топке, имеющий наименьшую уставку.

Включение защит по основному пламени, давлениям газа перед основной горелкой и регулирующим органом происходит через 5 с после начала открытия запорного органа основного клапана-отсекателя подачи топлива. Спустя 30 с после включения этих защит начинается открытие регулирующего органа подачи топлива и направляющего аппарата вентилятора вторичного воздуха до положения, соответствующего 30%-ной нагрузке котла, одновременно с этим включается в автоматический режим регулятор разрежения.

При достижении регулирующим органом подачи топлива указанного положения включается автоматика регулирования работы котлов - регулятор соотношения ’’топливо - воздух” (через 30 с в автоматический режим), защита по максимальному и минимальному разрежениям в топке котла и автоматически отключается запальник (закрываются его клапаны-отсекатели и открывается свеча безопасности). Регулятор температуры воды на выходе из котла включается после достижения ею заданных значений. После завершения перечисленных выше операций оператором дистанционно включается регулятор температуры воды, поступающей в тепловую сеть.

Отключение котла производится кнопкой ’’Стоп” и автоматически в аварийных ситуациях. Одновременно автоматически переводятся в положение ’’Дистанционно” регуляторы температуры воды на выходе из котла и поступающей в сеть, а также регулятор соотношения ’’топливо-воздух”; открывается свеча безопасности (при работе на газе); регулирующий орган подачи топлива переводится в положение полного закрытия; направляющий аппарат вентилятора вторичного воздуха - в положение 20%-ного открытия.

Останов котла завершается 10-минутной послеостановочной вентиляцией топки, переводом регулятора разрежения в положение ’’Дистанционно”, закрытием направляющих аппаратов дымососа и вентилятора и отключением их электродвигателей. На котлах, работающих на жидком топливе, кроме того, отключаются электродвигатель форсунки и программа автоматического розжига. Регуляторы расхода воды через котел и температуры поступающей в теплосеть воды переводятся оператором в дистанционный режим.

По всем вопросам автоматизации котельных, пожалуйста, обращайтесь по телефону, указанному в "шапке" сайта.

Современная котельная проектируется и изготавливается для работы в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала. состоит из общекотельной автоматики (А), которая объединяет в себе котловую А, А горелочных устройств, А регулирования в тепловых контурах, А системы химводоподготовки, А управления и сигнализации.

Котловая автоматика при автоматизации котельной :

Как правило, автоматизированная котельная изготавливается на базе двух или более котлов. На каждом котле установлен блок управления котлом, газовая или комбинированная горелка c двухступенчатым или модулируемым регулированием тепловой мощности и интегрированной системой безопасности газо-воздушного тракта на основе программного топочного автомата и первичных датчиков-реле.

Установленное в котельной оборудование обеспечивает автоматический розжиг горелок, а так же прекращение подачи топлива в горелки (защиту котлов) в следующих случаях:

• падение давления газа к горелке ниже минимально допустимого уровня;
• падение давления воздуха к горелке ниже минимально допустимого уровня;
• погасание либо отрыв пламени в топке;
• превышение давления воды в котле выше максимально допустимого;
• падение давления воды в котле ниже минимально допустимого;
• превышение максимально допустимой температура воды на выходе из котла;
• пропадание электропитания.

Дисплей блока управления котла позволяет оперативно контролировать текущие температурные параметры среды котлового контура, обратного и подающего трубопроводов к котлам и при необходимости считывать коды возникающих неисправностей. В случае аварийного останова любого из котлов формируется соответствующий информационный сигнал, используемый в схеме общекотельной светозвуковой сигнализации.

Автоматизация регулирования в тепловых контурах котельных :

Основными функциями погодозависимого контроллера (блока управления) являются:

• регулирование температуры сетевой воды отопления и вентиляции по адаптивному отопительному графику в зависимости от температуры наружного воздуха, воздействием управляющих импульсов на электроприводы трехходовых клапанов смешения.
• поддержание заданной температуры воды ГВС управлением насосами внутреннего контура.
• каскадное управление работой котлов.

Блок управления отопительными контурами выполняет функцию погодозависимого регулирования в контуре тепловых завес и стабилизации температуры горячего водоснабжения

Щит управления и сигнализации (ЩУиС) :

Автоматизация котельных предусматривает:

• работа всех циркуляционных насосов в режиме: 1 рабочий, 2-ой резервный, с контролем перепада давления на насосах и при необходимости, переключением на резерв. АВР насосов обычно реализуется применением специализированных приборов "CАУ МП-15" (САУ 1...5) фирмы "ОВЕН" cмонтированных на лицевой панели щита управления и сигнализации и позволяющих задавать временное чередование работы каждого насоса и автоматическое подключение резервного насоса при падении значения заданного дифференциального давления по сигналам от соответствующего датчика-реле. Управление насосами: местное (ручное включение) и дистанционное, предусмотрена возможность использования внешних управляющих сигналов.
• прекращение подачи газа в котельную путем закрытия клапана отсекателя газа при пожаре или загазованности помещения котельной выше нормы метаном либо оксидом углерода, а так же при отключении электроэнергии. Повторное открытие клапана производится вручную при возврате в нормальное состояние параметров концентрации в воздухе котельной вышеперечисленных газов и отсутствии аварийного сообщения по цепям пожарной сигнализации.

Схема аварийной сигнализации предусматривает выдачу световых (на передней панели ЩУиС) и звуковых сигналов в следующих ситуациях:

• повышение концентрации метана в помещении
• повышение концентрации "CO" в помещении
• закрытие отсечного клапана
• авария одного или нескольких котлов
• авария одного или нескольких насосов
• отклонение от нормы давления воды в обратном трубопроводе отопления (и внутреннего контура)
• отклонение от нормы давления воды водопровода.

Причем световой сигнал остается и после пропадания причин срабатывания сигнализации и снимается вручную нажатием соответствующей кнопки на панели ЩУиС (для возможности отслеживания архива аварий).

Проектом автоматизации котельной реализована и возможность вывода на удаленный диспетчерский пункт следующих аварийных сигналов (светозвуковая сигнализация):

• авария технологического оборудования котельной.
• пожар в котельной.
• загазованность в котельной.
• несанкционированный доступ в котельную.
• закрытие отсечного газового клапана.

Диспетчерский щит (ЩДС) котельной реализован на базе прибора охранно-пожарного ВЭРС Пк8, на 8 контролируемых каналов с резервным аккумуляторным питанием, световой и звуковой сигнализацией.

Пульт ЩДС размещается в помещении с постоянным присутствием проинструктированного персонала (например - комната охраны) для принятия неотложных мер в случае аварийной ситуации.

Проект автоматизации котельной разрабатывается в соответствии с действующими нормами и правилами и соответствует требованиям безопасной эксплуатации при соблюдении мероприятий, предусмотренных рабочей документацией.

Бытовые греющие приборы, функционирующие на сжиженном или природном газе, не требуют от хозяев постоянного внимания и контроля. Эту задачу выполняет автоматика для газовых котлов отопления.

Электронные и механические управляющие блоки, интегрированные в теплогенератор, регулируют горение и способствуют поддержанию в теплоносителе необходимой температуры.

Автоматика работает исправно, четко и надежно, повышает эффективность греющего оборудования, способствует разумному потреблению энергетического ресурса и делает эксплуатацию греющей системы простой, комфортной и абсолютно безопасной.

Система-автомат предохраняет отопительные установки от перегрузок и активирует аварийное отключение подачи газа в случае внезапных форс-мажорных обстоятельств. Дополнительно техника регламентирует уровень интенсивности горения и текущий расход топлива, позволяя хозяевам экономить финансовые средства на обогреве помещений.

Автоматический узел имеет гибкие настройки и позволяет владельцу задавать оборудованию максимально удобные для себя параметры работы

По базовому принципу работы и конструктивным особенностям автоматика для оборудования, работающего на газе, подразделяется на:

• устройства с энергетической зависимостью;
• независимые от энергии приборы.

Системы первого типа представляют собой сложные электронные агрегаты и для корректной работы, которые нуждаются в бесперебойной подаче электрики. Вторые виды устройств являются упрощенными механическими конструкциями, не требующие энергетической подпитки.

Вид #1 - энергозависимые изделия

Энергозависимый модуль – это небольшой электронный прибор, реагирующий на подачу топливного ресурса. Включается и отключается в момент активации или закрытия основного газового крана. Отличается сложной конструкцией и большим количеством элементов и микросхем.

Позволяет хозяевам решать следующие задачи:

• активация или прекращение подачи газа;
• запуск отопительной системы в автоматическом режиме;
• регулировка уровня мощности базовой горелки (благодаря наличию термостата);
• выключение работающего котла как в экстренных ситуациях, так и в рамках заданного пользователем режима;
• вывод текущих показателей на дисплей (общий уровень температуры воздуха в комнате, отметка, до которой прогрет рабочий теплоноситель и пр.).

Более «навороченные» модули имеют дополнительный функционал и предлагают пользователям неограниченные и максимально удобные условия для контроля работы и управления агрегатом. Электронные панели обеспечивают полноценную защиту греющего оборудования от неисправности и не дают котлу промерзнуть.

Если в комнате резко опускается температура, «умная» система сама запускает отопительное оборудование и отключает его, когда жилище наполняется комфортным теплым воздухом.

Опция самостоятельной диагностики, имеющаяся у отдельных модулей, предупреждает сбои в работе и способствует своевременному выявлению неисправных деталей и узлов в системе. Она дает возможность максимально рано заметить поломку и заменить какой-то мелкий элемент еще до того, как он создаст для оборудования реальную проблему.

Небольшие поломки греющей системы в итоге превращаются в глобальные сложности и влекут за собой денежные траты, связанные с ремонтом и демонтажем (полным или частичным) оборудования. Самостоятельная диагностика помогает выявить неисправность и дает возможность своевременно ее устранить

Электронная автоматика, отвечающая за безопасную эксплуатацию оборудования, обеспечивает бесперебойную работу котла, не дает системе перегреваться и перекрывает подачу газа в случае падения тяги или затухания пламени в горелке.

Ассортиментная линейка энергозависимой автоматики, представленная сегодня на рынке, радует разнообразием. Полезные и нужные мини-агрегаты выпускают знаменитые на весь мир бренды и небольшие компании, только пытающиеся завоевать свое место под солнцем.

Энергозависисмая автоматика представлена в форме панели управления, где пользователь может выставить удобные для себя параметры работы оборудования. Стоимость «умного» элемента высока, но затраты оправданы, ведь с помощью управляющего блока можно снизить потребление ресурса без какого-либо ущерба для собственного комфорта

Среди предлагающихся моделей есть как совсем простые изделия, так и более продвинутые агрегаты с опцией программирования.

На них пользователь может выбрать наиболее подходящие для себя и запрограммировать систему на работу в режиме день/ночь или, ориентируясь на прогноз погоды, выставить определенный уровень прогрева дома или квартиры на период от 1 до 7 суток.

Вид #2 - энергонезависимые агрегаты

Энергонезависимая автоматика более проста и практична. Управление и настройка осуществляются вручную при помощи механических поворотных тумблеров и не представляют сложности даже для тех, кто далек от техники. Работает устройство абсолютно автономно и не нуждается в подключении к центральной электросистеме.

Для отопления жилого дома и подачи горячей воды в краны ручку контроля достаточно повернуть в направлении увеличения на 2-3 деления. Если требуется принять ванну или душ, тумблер необходимо установить на максимальный показатель

Изделие маркируется цифровой шкалой с перечнем значений от минимальных до максимальных. Для активации пользователь выбирает нужную отметку и таким способом задает подходящую рабочую температуру непосредственно котлу.

После этих манипуляций подключается и берет под контроль указанный режим прогрева. Котел активно работает до тех пор, пока помещение не прогревается до желаемой температуры. Потом теморегулятор отключает подачу газа в систему и активируется снова только тогда, когда в комнате становится холоднее.

Принцип действия основан на специфической конструкции устройства. Встроенная в теплообменник термопара газового котла оснащена специальным стержнем. Он изготовлен из особого железно-никелевого сплава под названием инвар.

Физические характеристики этого прогрессивного материала наделяют его возможностью почти мгновенно улавливать минимальные температурные колебания.

Если в комнате становится чрезмерно жарко или слишком холодно, размер стержня изменяется. На это реагирует соединительный клапан и своевременно перекрывает либо активирует поступление газа в горелку.

Наличие энергонезависимой автоматической управляющей системы дает возможность пользователям устанавливать в доме или квартире наиболее подходящий для себя температурный режим и экономно расходовать топливный ресурс, не переплачивая по коммунальным счетам

Дополнительно автоматика энергонезависимого типа имеет чувствительные . Если в трубе внезапно снижается давление или уровень тяги в дымоходе по каким-то причинам падает, подача ресурса сразу же прекращается и утечки газа удается избежать.

Энергонезависимая автоматика стоит вполне разумных денег и, в отличие от электронных аналогов, не требует покупки и установки стабилизатора, контролирующего напряжение и выравнивающего непредвиденные скачки в центральной электросети

Корректную работу датчика пламени обеспечивает специальная пластина. При нормальном и правильном функционировании системы она находится в слегка изогнутом состоянии.

Таким способом деталь удерживает перекрывающий клапан в режиме «Открыто ». Когда пламя становится меньше, пластина выравнивается и клапан под ее давлением закрывается.

Конструкция и принцип функционирования

Автоматика, управляющая работой , состоит из многих элементов, условно разделенных на две подгруппы. В первую входят механизмы, обеспечивающие полноценное и безопасное функционирование самого котла. Ко второй относятся устройства, дающие возможность эксплуатировать отопительную систему в максимально удобном и комфортном для пользователя режиме.

Составляющие элементы системы безопасности

За эксплуатационную безопасность агрегата отвечают несколько модулей:

1. Контроллер пламени – состоит из двух основных деталей — электромагнитного клапана и термопары. Своевременно и надежно перекрывает газ и препятствует образованию утечки.
2. Термостат – осуществляет поддержку заданной температуры теплоносителя и предохраняет систему от перегрева. Когда теплоноситель остывает до минимальных температур, модуль запускает котел в работу, а после фиксации пиково-высоких показателей отключает его, полностью избавляя хозяев от необходимости постоянно уделять внимание системе.
3. Датчик, контролирующий тягу , несет ответственность за прекращение подачи газа на горелку в случае изменения базового положения биметаллической пластины, предупреждая таким способом утечку газа.
4. Предохранительный клапан – следит за количеством теплоносителя в контуре.

Помимо всех вышеперечисленных полезных качеств, автоматика имеет ряд дополнительных функций, повышающих комфортность использования оборудования.

Устройство выполняет авторозжиг газовой горелки, осуществляет выбор самого эффективного рабочего режима, способствует рациональному расходу энергоресурса и проводит самостоятельную диагностику, избавляя хозяев от всех этих занятий.

Принцип работы автоматики безопасности

Актуальная нормативная документация говорит, что комплекс безопасности газовых котлов должен быть обязательно оборудован прибором, прекращающим работу всей системы и перекрывающим подачу газа в случае неожиданной поломки или каких-либо еще форс-мажорных обстоятельств.

Для осуществления этой задачи автоматика должна держать под контролем такие параметры, как:

• давление газа в системе;
• наличие в горелке пламени оптимального размера;
• полноценная, качественная тяга;
• уровень температуры рабочего теплоносителя.

Когда в энергонезависимой механической системе давление газа опускается до критического уровня, подача ресурса немедленно прекращается. Это происходит автоматически благодаря наличию клапанного механизма, настроенного на определенное значение.

Энергозависимые электронные устройства сконструированы несколько иначе. В них вышеописанную функцию осуществляет реле минимального/максимального давления.

При увеличении количества атмосфер мембрана со штоком изгибается, размыкая контакты питания самого котла. Газ перестает поступать и не подается до тех пор, пока уровень давления не восстанавливается.

Самостоятельно устранять неполадки и как-то вмешиваться в базовый функционал оборудования запрещено законодательно. Исправлять любые возникшие проблемы может только квалифицированный специалист – сотрудник газоподающего предприятия

Если в горелке исчезает пламя, термопара остывает и перестает вырабатывать ток. После этого электромагнитная заслонка в клапане уже не функционирует, и газ перестает поступать к горелке. При падении тяги биметаллическая пластина интенсивно прогревается, меняет форму и воздействует на клапан, заставляя его прекратить подачу топлива.

Температуру теплоносителя держит под контролем термостат. Он обеспечивает поддержание выбранного пользователем режима прогрева, при этом не давая системе перегреться и выйти из строя.

Нюансы функционирования системы

Энергозависимая электронная автоматика в работе опирается на информацию, полученную от датчиков. Микропроцессор и внутренний контроллер анализируют эти данные, обрабатывают и подают системе команды, оптимально подходящие для отдельно взятой конкретной ситуации.

Чтобы электронная автоматика нормально функционировала в течение длительного времени, необходимо ежегодно вызывать мастера для осмотра оборудования, диагностики микропроцессора и просмотра отчетов модуля памяти

У механики несколько иной принцип. Когда котел выключен, внутренний газовый клапан полностью перекрыт. В момент запуска оборудования шайба на клапане выжимается и происходит принудительное открытие прохода для топливного ресурса к запальнику. Розжиг стимулирует нагревание термопары и на ней происходит выработка напряжения.

Этот ресурс использует в работе электромагнит, поддерживающий клапан в открытом положении. Поворачивая шайбу вручную пользователь может без всяких усилий регулировать уровень и мощность своего греющего оборудования.

Обзор популярных моделей и производителей

На рынке прогрессивного газового оборудования и сопутствующих элементов представлена автоматика как отечественных, так и зарубежных производителей. По принципу работы все устройства абсолютно одинаковы, однако в конструкционном плане между ними есть существенные различия.

Наличие управляющей автоматики в системе газового отопления дает возможность комфортно обогревать помещение и рационально расходовать энергоресурс. При разумном подходе экономия может составить от 30 до 43%

Стоимость на модули варьируется в широчайшем диапазоне. Простые механические изделия с минимумом функций принадлежат к классу бюджетных и продаются по самой низкой цене. Продвинутые электронные панели ценятся гораздо выше, но предоставляют пользователю более развернутые возможности для индивидуальных настроек и контроля работы.

Некоторые устройства, как например, автоматика САБК, помимо базовых функций, снабжаются встроенным стабилизатором давления. Это позволяет осуществлять более точную регулировку работы газового оборудования

Электронные приборы с возможностью программирования считаются люксовыми. Они дают возможность владельцу задавать оборудованию план работы на длительный период времени с учетом сезонных погодных условий и текущей температуры воздуха на улице.

№1 - автоматика EUROSIT 630

Автоматический энергонезависимый блок EUROSIT 630 производства итальянской компании Sit Group (Eurosit) по продажам занимает лидирующее место на рынке.

Считается универсальным и эффективно работает с парапетными и мощностью от 7 до 24 кВт. Включение/выключение, поджиг запальной горелки и установка желаемой температуры осуществляются с помощью одной ручки с кнопкой.

Модуль Eurosit 630 – это современный агрегат для управления газовым оборудованием. Полностью соответствует международным стандартам и требованиям безопасности, предъявляемым к таким устройствам. Имеет евросертификат качества и гарантию от производителя

Изделие отличается высоким уровнем надежности, выдерживает значительные эксплуатационные нагрузки и имеет обширный функционал. Конструктивные элементы «прячутся» в корпусе, к которому подводятся кабели датчиков и прочие соединительные трубки.

Время зажигания отопительного котла при помощи автоматики Eurosit 630 составляет 10 секунд. Газ сразу же подается в систему и очень скоро помещение прогревается до заданной температуры

Внутри агрегата располагаются отсекатель, пружинный клапан и регулятор давления. Подвод газа осуществляется снизу или сбоку сообразно пожеланиям пользователя. По стоимости агрегат входит в разряд бюджетных.

№2 - модуль Honeywell 5474

Прибор Honeywell 5474 изготовляется немецким концерном Honeywell , уже более сотни лет специализирующимся на разработке и продаже различных видов автоматики. Корректно работает с бытовыми мощностью до 32 кВт.

Honeywell 5474 – энергонезависимый прибор для управления системой отопления. Оснащен микрофакельными горелками из жаропрочной нержавеющей стали. Они обеспечивают более качественное сгорание газа, снижают выброс в атмосферу вредных веществ и не дают лишней саже откладываться в дымоходе

Автоматическая система Honeywell 5474 снабжена базовым набором контролирующих функций, которые гарантируют эффективную работу котла при абсолютной безопасности для пользователей.

Изделие в авторежиме поддерживает заданную температуру теплоносителя (от 40 до 90 градусов), отключает котел в случае прекращения подачи топлива, отсутствия тяги нужного уровня в дымоходе, возникновения обратной тяги или затухания горелки.

№3 - премиум-автоматика от Honeywell

Кроме недорогих бюджетных моделей компания Honeywell выпускает и другие виды автоматического оборудования, например, люксовые хронотермостаты премиум-серии СТ либо программированные термостаты Honeywell YRLV430A1005/U.

Прибор YRLV430A1005/U при максимально широком функционале обладает дружественным интерфейсом и не вызывает у клиентов никаких сложностей в процессе использования. Стоимость изделия довольно высока, но все же ниже, чем у конкурентов, предлагающих сходные по характеристикам модели

Эти электронные панели позволяют задать греющему оборудованию самые подробные и точные настройки, вплоть до изменения температурного режима несколько раз в день в зависимости от времени суток, погодных условий и личных пожеланий.

№4 - устройство Орион

Автоматическое устройство Орион изготовляется в России. В комплектацию прибора входят пьезоэлектрический розжиг и датчик тяги.

Прибор Орион выглядит просто и имеет минимальный набор функций. Его возможности не слишком велики, но, благодаря лояльной стоимости и элементарному способу управления, агрегат пользуется спросом

Устройство отключает газ в случае произвольного затухания горелки или отсутствия нужной тяги. Когда температура воздуха в помещении снижается, термостат активирует подачу топлива и работа котла возобновляется.

Переход в режим уменьшения пламени при достижении определенной (заданной пользователем) температуры происходит автоматически и позволяет экономить топливный ресурс.

Выводы и полезное видео по теме

Подробное описание принципа работы автоматики, предназначенной для газового котла. Интересные особенности и нюансы контролирующего оборудования:

Как работает автоматика газового отопительного котла. Наглядная демонстрация процесса розжига газового агрегата:

Подробное описание одной из самых популярных моделей автоматики, предназначенной для управления и регулировки газового котла:

Газовая отопительная система, управляемая автоматикой, представляет собой практичный и экономически выгодный вариант домашнего греющего оборудования .

Механический контролер отличается невысокой ценой, надежностью и элементарным способом управления. Электронная панель стоит дороже, но имеет расширенный функционал, позволяющий создавать в помещении максимально комфортные условия.

Приобретать мини-агрегаты лучше в фирменных магазинах, где продается сертифицированный товар, соответствующий всем требованиям, предъявляемым к элементам греющих систем, работающих на газе.

Вам известны тонкости работы автоматики газового оборудования, не отмеченные в статье? Возникли вопросы в ходе ознакомления с материалом? Пишите, пожалуйста, комментарии, делитесь собственным мнением и фотоснимками по теме статьи.

Разработка проекта автоматизации котельных выполняется на основании задания, составленного при выполнении теплотехнической части проекта. Общими задачами контроля и управления работой любой энергетической установки является обеспечение:

Выработки в каждый момент необходимого количества теплоты при определенных его параметрах давлении и температуре;

Экономичности сжигания топлива, рационального использования электроэнергии для собственных нужд установки и сведения потерь теплоты к минимуму;

Надежности и безопасности, т.е установления и сохранения нормальных условий работы каждого агрегата, исключающих возможность неполадок и аварий как собственно агрегата, так и вспомогательного оборудования.

Исходя из перечисленных выше задач и указаний, все контрольные приборы можно разделить на пять групп, предназначенных для измерения:

1. Расхода воды, топлива, воздуха и дымовых газов.

2. Давлений воды, газа воздуха, измерения разрежения в элементах и газоходах котла и вспомогательного оборудования.

3. Температур воды, воздуха и дымовых газов

4. Уровня воды в баках, деаэраторах и других емкостей.

5. Качественного состава газов и воды.

Вторичные приборы могут быть указывающими, регистрирующими и суммирующими. Для уменьшения числа вторичных приборов на тепловом щите часть величин собирают на один прибор с помощью переключателей; для ответственных величин на вторичном приборе отмечают красной чертой предельно допустимые значения их замеряют непрерывно..

Кроме приборов, выведенных щит управления, часто применяются местная установка контрольно-измерительных приборов: термометров для измерения температур воды; манометров для измерения давления; различных тягомеров и газоанализаторов.

Регулирование процесса горения в котле КВ-ТС-20 выполняется тремя регуляторами: регулятором тепловой нагрузки, регулятором воздуха и регулятором разряжения.

Регулятор тепловой нагрузки получает командный импульс от главного корректирующего регулятора, а также импульсы по расходу воды. Регулятор тепловой нагрузки воздействует на орган, регулирующий подачу топлива в топку.

Регулятор общего воздуха поддерживает отношение « топливо-воздух», получая импульсы по расходу топлива от датчика и по перепаду давления в воздухоподогревателе.

Постоянное разряжение в топке поддерживается с помощью регулятора в топке котла и воздействующего на направляющий аппарат дымососа. Между регулятором воздуха и регулятором разряжения имеется динамическая связь, задача которой заключается в подаче дополнительного импульса в переходных режимах, что позволяет сохранить правильный тягодутьевой режим в процессе срабатывания регулятора воздуха и разряжения.

Устройство динамической связи обладает направленностью действия, т. е. ведомым регулятором может быть только регулятор разряжения.

Слежение за расходом сетевой и питательной воды устанавливаются регуляторы питания.

Термометр расширения ртутный:

Промышленные ртутные термометры изготавливаются с вложенной шкалой и по форме нижней части с резервуаром бывают прямые типа А и угловые типа Б, изогнутые под углом 90є в сторону, противоположную шкале. При измерении температуры нижняя часть термометров полностью опускается в измеряемую среду, т.е. глубина погружения их является постоянной.

Термометры расширения являются показывающими приборами, располагаемыми по месту измерения. Принцип действия их основан на тепловом расширении жидкости в стеклянном резервуаре в зависимости от измеряемой температуры.

Термоэлектрический термометр:

Для измерения высоких температур с дистанционной передачей показаний применяются термоэлектрические термометры, работа которых основана на принципе термоэлектрического эффекта. Хромель - копелевые термоэлектрические термометры развивают термо - эдс, значительно превышающую термо - эдс других стандартных термоэлектрических термометров. Диапазон применения хромель - копелевых термоэлектрических термометров от - 50є до + 600є С. Диаметр электродов от 0,7 до 3,2 мм.

Трубчато - пружинный манометр:

Наиболее широкое применение для измерения избыточного давления жидкости, газа и пара получили манометры, обладающие простой и надежной конструкцией, наглядностью показаний и небольшими размерами. Существенными достоинствами этих приборов являются также большой диапазон измерений, возможность автоматической записи и дистанционной передачи показаний.

Принцип действия деформационного манометра основан на использовании деформации упругого чувствительного элемента, возникающей под влиянием измеряемого давления.

Весьма распространенным видом деформационных приборов, используемых для определения избыточного давления, являются трубчато - пружинные манометры, играющие исключительно важную роль в технических измерениях. Эти приборы изготавливают с одновитковой трубчатой пружиной, представляющую собой изогнутую по окружности металлическую упругую трубку овального сечения.

Один конец спиральной пружины соединен с шестеренкой, а другой закреплен неподвижно на стойке, поддерживающей передаточный механизм.

Под действием измеряемого давления трубчатая пружина частично раскручивается и тянет за собой поводок, приводящий в движение зубчато - секторный механизм и стрелку манометра, перемещающуюся вдоль шкалы. Манометр имеет равномерную круговую шкалу с центральным углом 270 - 300є.

Автоматический потенциометр:

Основной особенностью потенциометра является то, что в нем развиваемая термоэлектрическим термометром термо - э. д. с. уравновешивается (компенсируется) равным ей по величине, но обратным по знаку напряжением от источника тока, расположенного в приборе, которое затем измеряется с большой точностью.

Автоматический малогабаритный потенциометр типа КСП2 - показывающий и самопишущий прибор с длиной линейной шкалы и шириной диаграммной ленты 160 мм. Основная погрешность показаний прибора ±0,5 и записи ±0,1%.

Вариация показаний не превышает половины основной погрешности. Скорость движения диаграммной ленты может составлять 20, 40, 60, 120, 240 или 600, 1200, 2400 мм/ч.

Потенциометр питается от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Потребляемая прибором мощность 30 В ·А. Изменение напряжения питания на ±10% номинального не влияет на показания прибора. Допустимое значение температуры окружающего воздуха 5 - 50єС и относительной влажностью 30 - 80%. Габариты потонцеометра 240 х 320 х 450 мм. и масса 17 кг.

Деформационные электрические манометры рекомендуется устанавливать вблизи места отбора давления, закрепляя вертикально ниппелем вниз. Для манометров окружающий воздух может иметь температуру 5 - 60єС и относительную влажность 30 - 95 %. Они должны быть удалены от мощных источников переменных магнитных полей (электродвигателей, трансформаторов и т.д.)

Манометр содержит трубчатую пружину 1, закрепленную в держателе 2 с помощью втулки 3. К свободному концу пружины подвешен на рычаге 4 магнитный плунжер 5, расположенный в сидящем на держателе магнитомодуляционном преобразователе 6. Рядом с последним на откидном кронштейне закреплено усилительное устройство 7.

Прибор заключен в стальной корпус 8 с защитным кожухом 9, приспособленный для утопленного монтажа. Сообщение манометра с измеряемым давлением производится при помощи штуцера держателя, а подключение соединительных проводов посредством коробки зажимов 10. Манометр снабжен корректором нуля 11. Габариты прибора 212 х 240 х 190 мм. и масса 4,5 кг.

Манометры типа МПЕ могут применяться с одним или несколькими вторичными приборами постоянного тока: автоматическими электронными показывающими и самопишущими миллиамперметрами типов КСУ4, КСУ3,

КСУ2, КСУ1, КПУ1 И КВУ1, градуированными в единицах давления, магнитоэлектрическими показывающими и самопишущими миллиамперметрами типов Н340 и Н349,машинами центрального контроля и др. Автоматические электронные миллиамперметры постоянного тока отличаются от соответствующих автоматических потенциометров только включенным параллельно входу калиброванным нагрузочным резистором, падение напряжения на котором от протекающего тока манометра является измеряемой величиной.

Магнитоэлектрические миллиамперметры типов Н340 и Н349 имеют ширину шкалы и диаграммной ленты 100 мм. класс точности прибора 1,5. Диаграммная лента приводится в движение со скоростью 20 - 5400 мм/ч от синхронного микродвигателя, питаемого от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В, частотой 50 Гц.

Габариты прибора 160 х 160 х 245 мм. и масса 5 кг.

Регулятор прямого действия:

Примером регулятора прямого действия является регулирующий клапан.

Клапан состоит из чугунного корпуса 1, закрытого снизу фланцевой крышкой 2, которая закрывает отверстие для спуска заполняющей клапан среды и для чистки клапана. В корпус клапана ввернуты седла 3 из нержавеющей стали. На седла садится плунжер 4 . Рабочие поверхности плунжера притерты к седлам 3.Плунжер соединен со штоком 6, который может поднимать и опускать плунжер. Шток ходит в сальниковом устройстве. Сальник уплотняет крышку 7, крепящуюся к корпусу клапана. Для смазки трущихся поверхностей штока в сальниковое устройство подается масло из масленки 5. клапаном управляет мембранно - рычажное устройство, состоящее из бугеля 8, мембранной головки 13, рычага 1 и грузов 16,17. В мембранной головке между верхней и нижней чашей зажата резиновая мембрана 15, опирающаяся на тарелку 14, посаженную на шток 9 бугеля. В штоке 9 закреплен шток 6. Шток бугеля имеет призму 12, на которую опирается рычаг 11, вращающийся на призменной опоре 10, закрепленной в бугеле 8.

В верхней чаше мембранной головки имеется отверстие, в котором закрепляется импульсная трубка, подводящая импульс давления к мембране. Под действием увеличенного давления мембрана прогибается и увлекает тарелку 14 и шток бугеля 9 вниз. Усиление, развиваемое мембраной, уравновешивается грузами 16 и 17, подвешенными на рычаге. Грузы 17 служат для грубой регулировки заданного давления. С помощью груза 16, перемещающегося вдоль рычага, производят более точную регулировку клапана.

Давление на мембранную головку передается непосредственно регулируемой средой.

Исполнительный механизм:

Для регулирования потока жидкости, газа или пара в технологическом процессе служат регулирующие органы. Перемещение регулирующих органов осуществляется исполнительными механизмами.

Регулирующие органы и исполнительные механизмы могут быть в виде двух отдельных агрегатов, связанных между собой с помощью тяг рычагов или тросов, или в виде комплектного устройства, где регулирующий орган жестко связан с исполнительным механизмом и образует моноблок.

Исполнительный механизм, получая команду от регулятора или от командного аппарата, управляемого человеком, преобразуют эту команду в механическое перемещение регулирующего органа.

Механизм электрический, однооборотный, предназначен для перемещения регулирующих органов в системах релейного регулирования и дистанционного управления. Механизм воспринимает электрическую команду, представляющую собой трехфазное напряжение сети 220 или 380 В. Команда может подаваться с помощью магнитного контактного пускателя.

Исполнительный механизм состоит из электродвигательной части

I - сервопривода и колонки управления, II блок сервопривода. Сервопривод состоит из трехфазного асинхронного реверсивного двигателя 3 с короткозамкнутым ротором. С вала двигателя момент вращения передается на редуктор 4, состоящий из двух ступеней червячной передачи. На входной вал редуктора насаживается рычаг 2, который с помощью штанги сочленяется с регулирующим органом.

Вращая ручной маховик 1, при ручном управлении можно повернуть выходной вал редуктора без помощи электродвигателя. При ручном управлении маховиком механическая передача от электродвигателя к маховику разъединяется.

Регулирующий орган предназначен для изменения расхода регулируемой среды, энергии или каких - либо других величин в соответствии с требованиями технологии.

В тарельчатых клапанах запирающая и дросселирующая поверхность выполняется плоской. У клапана с гладкими рабочими поверхностями пробочного типа, характеристика линейная, т. е. пропускная способность клапана прямо пропорциональна ходу плунжера.

Регулирование осуществляется за счет изменения проходного сечения путем поступательного перемещения шпинделя при вращении маховика при помощи рычага, сочленяемого через штангу с электрическим исполнительным механизмом.

Запорными органами клапаны служить не могут.

Контрольный пускатель:

Пускатели ПМТР - 69 выполняют на базе магнитных реверсивных контактов, каждый из которых имеет три нормально разомкнутых силовых контакта, включенных в цепь питания электродвигателя. Кроме того, пусковое устройство имеют тормозное устройство, выполненного на базе электрического конденсатора и подключаемые через размыкающие контакты к одной из статорных обмоток электродвигателя. При замыкании любой группы силовых контактов размыкаются вспомогательные контакты и конденсатор отключается от электродвигателя, двигаясь по инерции, взаимодействует с остаточным магнитным полем статора и наводит в его обмотках эдс.

Вспомогательные контакты, замыкая цепь статорной обмотки конденсатора, создают в статоре собственное магнитное поле ротора и статора вызывает противодействующий вращению тормозной эффект, который препятствует выбегу исполнительного механизма. Основным недостатком пускателей является невысокая надежность (подгорание контактов, замыкание).

Блок имеет три токовых и один по напряжению входы. Блок Р - 12 состоит из основных узлов: входных цепей ВхЦ, усилителей постоянного тока УПТ 1 и УПТ 2, блока ограничения МО, при этом УПТ 2 позволяет получать на выходе один токовый сигнал и дополнительный сигнал по напряжению. Блок Р - 12 получает питание от блока БП, на который поступает дополнительный сигнал от блока управления БУ.

Сигнал от датчика поступает на узел входных цепей, куда подается также сигнал задающего устройства I зу. Далее сигнал рассогласования у идет на усилитель постоянного тока УПТ 1, проходя через сумматор, где формируются сигналы рассогласования от входных цепей и обратной связи. Блок ограничения ОМ сигнала обеспечивает дальнейшее его преобразования, ограничивая сигнал по минимуму и максимуму. Усилитель УПТ 2 является окончательным блоком усиления. Блок обратной связи МД получает сигнал с выхода усилителя УПТ 2 и обеспечивает плавное переключение цепей с ручного управления на автоматическое. Блок обратной связи МД обеспечивает формирование сигнала управления в соответствии с П -, ПИ - или ПИД законами регулирования.

Технологическая защита.

Во избежание аварийных режимов системы управления оборудованием при чрезмерных отклонениях параметров и для обеспечения безопасности работы снабжают устройствами технологических защит.

В зависимости от результатов воздействия на оборудование защиты подразделяют: на производящие остановку или отключение агрегатов; переводящие оборудование в режим пониженных нагрузок; выполняющие локальные операции и переключения; предотвращающие аварийные ситуации.

Устройства защит должны быть надежными в предаварийных и аварийных ситуациях, т. е. в действиях защит должны отсутствовать отказы или ложные срабатывания. Отказы в действиях защит приводят к несвоевременному отключению оборудования и дальнейшему развитию аварии, а ложные срабатывания выводят оборудование из нормального технологического цикла, что снижает эффективность его работы. Для удовлетворения этих требований используют высоконадежные приборы и устройства, а также соответствующие построения схем защиты.

В защиты входят источники дискретной информации датчики, контактные приборы, вспомогательные контакты, логические элементы и релейная цепь управления. Срабатывание защит должно обеспечить однозначность действия, при этом перевод оборудования в рабочий режим после его защитой осуществляется после проверки и устранения причин, вызвавших срабатывание.

При проектирование тепловых защит котлов, турбин и другого теплового оборудования предусматривают так называемый приоритет действия защит, т. е. выполнение в первую очередь операций для той из защит, которая вызывает большую степень разгрузки. Все защиты имеют независимые источники питания и возможность фиксации причин срабатывания, а также световую и звуковую сигнализации.

Технологическая сигнализация.

Общие сведения о сигнализации.

Технологическая сигнализация, входящая в систему управления, предназначена для оповещения оперативного персонала о недопустимых отклонениях параметров и режима работы оборудования.

В зависимости от требований, предъявляемых к сигнализации, ее условно можно разделить на несколько видов: сигнализация, обеспечивающая надежность и безопасность работы оборудования; сигнализация, фиксирующая срабатывания защит оборудования и причин срабатывания; аварийная сигнализация, оповещающая о недопустимых отклонениях основных параметров и требующая немедленного останова оборудования; сигнализация неисправности электропитания различного оборудования и аппаратуры.

Все сигналы поступают на световые и звуковые приборы блочного щита управления. Звуковая сигнализация бывает двух видов: предупредительной (звонок) и аварийной (сирена) .

Световую сигнализацию изготавливают в двухцветном исполнении (красные или зеленые лампочки) или с помощью светящихся табло, на которых указывается причина срабатывания сигнализации.

Вновь поступившие сигналы на фоне уже контролируемых оператором могут остаться незамеченными, поэтому схемы сигнализации строят так, чтобы новый сигнал выделялся миганием.

Функциональная схема устройства сигнализации.

Схема сигнализации получает питание от источника постоянного тока ИП, что повышает их надежность. Сигнал включения СВ сигнализации подается на блок релейного прерывания сигнала БРП, а затем параллельно на световое табло СТ и звуковое устройство ЗУ. При этом в БРП схема выполнена так, что обеспечивает прерывистое свечение на табло и постоянный звуковой сигнал.

После приема сигнала и снятия звука схема должна быть готовой к принятию следующего сигнала, независимо от того, вернулся ли сигнализирующий параметр к своему номинальному значению.

Каждый световой сигнал должен сопровождаться звуковым для привлечения внимания обслуживающего персонала.

Средства сигнализации.

Электронно-контактный манометр.

Для измерения и сигнализации давления применяется манометр типа ЭКМ с трубчатой пружиной. Манометр имеет корпус диаметром 160 мм. с задним фланцем и радиальный штуцер. Прибор содержит стрелку 1, задающие сигнальные стрелки 2 и 3 (минимальную и максимальную), устанавливаемые на заданные значения давлений при помощи ключа. Коробку 4 с зажимами для присоединения к прибору цепи сигнализаций. Механизм манометра заключен в корпус 5. Прибор сообщается с измеряемой средой через штуцер 6.

При достижении любого из заданных придельных давлений контакт, связанный с указательной стрелкой, соприкасается с контактом, расположенным на соответствующей сигнальной стрелке, и замыкает цепь сигнализации. Контактное устройство питается от сети постоянного или переменного тока, напряжением 220 В.