Наладочные работы автоматики (КИПиА) котельной

К показателям количества, качества и долговечности работы теплогенерирующего и вспомогательного оборудования современных котельных предъявляются высокие требования. Типовые схемные решения котельных существенно отличаются от применявшихся ранее. В управлении работой котельной стали применяться универсальные программируемые логические контроллеры. Благодаря применению контроллеров автоматика управления котельной стала более интеллектуальной, что поспособствовало более тесному сотрудничеству гидравлики котельной и автоматики управления. Контроллеры стали необходимым атрибутом в оборудовании котельной. Кроме того, автоматизация технологического процесса позволяет уменьшить энергетические затраты на выработку тепла, а также исключить человеческий фактор.

Котловая и общекотельной автоматика должна быть доведена до полного соответствия с СП 41-104-2000 (работа котельной без постоянного присутствия обслуживающего персонала).

Этапы наладочных работ автоматики котельной

I. Наладка котловой аварийной сигнализации и и схемные решения котловой аварийной сигнализации.

Наладка котловой аварийной сигнализации сводится к получению ряда сигналов:

• от автоматики горелочного устройства - сигналы аварийных состояний горелки.

  Основным устройством котловой автоматики является горелка котла, которая является точным и сложным механизмом, от действия которого зависит не только надежность, но и безопасная эксплуатация. Для правильной работы механизма и безопасной эксплуатации горелки в ней установлены различные датчики и дополнительные вспомогательные устройства. Сигналы от всех датчиков поступают на менеджер горения, который определяет рабочее положение механизмов горелки и исправность как механической, так и электрической части работы горелки. В случае какой-либо ошибки в работе горелки менеджер горения отключает горелку, фиксирует свое положение и выдает общий сигнал аварии в виде светового сигнала.Расшифровку аварийного состояния горелки можно определить по механическому (электронному) индикатору, входящему в состав устройства менеджера горения. Для разблокирования аварийного состояния горелочного устройства требуется вмешательство человека.

• от аварийного датчика температуры - сигнал аварии при перегреве котловой воды.

  Одним из внешних сигналов для работы горелки является сигнал датчика температуры котловой воды, который расположен на подающем патрубке котла. Т.е. при достижении заданного уровня температуры котловой воды датчик температуры котловой воды отключает горелку, при понижении температуры котловой воды датчик включает горелку. Включение и отключение горелки происходит не моментально, а спустя какое-то время, все тепловые процессы инерционны, да и датчик котловой воды имеет гистерезис (дельта перехода из одного состояния в другое) в 5–8 градусов. Для повышения безопасности работы горелочного устройства котловая автоматика комплектуется аварийным датчиком котловой температуры.Датчик аварийной температуры имеет фиксированную настройку уставки температуры на отключение, и в водогрейных котлах может иметь значение 100–120 градусов. Кроме того, датчик аварийной температуры при срабатывании фиксирует свое состояние и на пульт котла выводится световая аварийная сигнализация. Для разблокирования состояния аварийного термостата требуется вмешательство человека.

• от электроконтактного манометра - сигнал аварии при минимальном или максимальном избыточном давлении воды в теле котла.

  Для исключения максимального избыточного давления воды правилами безопасности и заводом-изготовителем предусмотрена установка механического аварийного сбросного клапана. Для исключения минимального давления воды рекомендуется установить тот или иной тип электронного датчика давления. Этот датчик давления должен стоять в подающей линии котла до запорной арматуры. В качестве датчика минимального давления воды используется визуальный сигнализирующий электроконтактный манометр с возможностью фиксацией минимального или максимального избыточного давлениея воды. При появлении этого аварийного сигнала происходит экстренное отключение горелки. Функцию электроконтактного манометра следует отнести к котловой аварийной сигнализации, поскольку при получении аварийного сигнала от электроконтактного манометра он отключает горелочное устройство.

Согласно нормативной технической документации даже при кратковременном появлении этих аварийных сигналов они должны отключить горелку, зафиксировать свое состояние и выдать световую и звуковую сигнализацию в помещении котельной и на удаленную диспетчеризацию. Штатная котловая автоматика не обеспечивает нормативные требования в полном объеме. Для приведения в соответствие штатной котловой автоматики с нормативными требованиями в полном объеме необходимо влезть в электрическую схему котловой автоматики, чтобы безболезненно дополнить ее необходимыми электронными устройствами. Вмешательство в электрическую схему коснется только схемы пульта управления котла. Схему обработки аварийных сигналов котла необходимо объединить с другими котлами, имеющимися в гидравлической схеме котельной.

II. Наладка котловой автоматики.

Кроме аварийных сигналов, котловая автоматика должна поддерживать на обратной линии котла минимальную температуру, рекомендуемую заводом изготовителем, включать и выключать котловой насос (насос подмеса) и иметь возможность управления котлом от внешних сигналов управления. Внешние сигналы управления нужны для работы общей котловой автоматики котельной, которая будет управлять количеством работающих котлов в разные периоды времени, т.е. управление требуемой мощностью котельной от запрашиваемой мощности нагрузок котельной. Для этих целей потребуется внешнее управление работой ступеней горелочного устройства.

Для исключения образования конденсата в котле в обратную линию котла следует установить датчик минимальной температуры и, как правило, этот датчик температуры поставляется в комплекте с котлом. В водогрейных котлах рекомендуемая заводом изготовителем минимальная температура в обратной линии котла имеет уставку 55–60 град. Цельсия. Необходимо подключить датчик минимальной температуры и котловой насос (насос подмеса) в электрическую схему котловой автоматики по схеме в зависимости от гидравлической схемы котельной и от принятого проектного решения.

III. Наладка общекотловой автоматики котельной.

Общекотловую автоматику можно рассматривать только совместно с принятой на раннем этапе проектирования гидравлической схемой котельной. Общекотловая автоматика может полноценно работать только со своей гидравлической схемой котельной, для которой она создавалась. При этом в начале описываются условия работы общекотловой автоматики, далее создается алгоритм общекотловой автоматики управления работой гидравлической схемы котельной, затем по этому алгоритму создается электрическая схема общекотловой автоматики котельной.

Пример условий для работы общекотловой автоматики:

• Поддерживать температурный график котлового контура – 70-90оС;
• Проводить ротацию (попеременную работу) котлов;
• Проводить ротацию насосов нагрузок;
• Отключение котла делать в последовательности:
  • отключение 2-ой ступени горелки;
  • отключение 1-ой ступени горелки с задержкой 2 минуты;
  • отключение насоса котла с задержкой 20 минут.
• Проводить автоматическую подпитку системы;
• Поддерживать минимальную температуру на входе в котел (60оС);
• Поддерживать требуемый температурный график нагрузок котельной.

Выше описанные функции реализовываются на универсальном Программируемом Логическом Контроллере.

Несмотря на то, что все управление общекотловой автоматики котельной осуществляется логическими сигналами управления, все технологические процессы управления котельной происходят плавно, без скачков давления и без резких перепадов температуры на обратной линии котлов. Все это сделано при помощи штатной автоматики горелки, штатной работы сервоприводов смесителей нагрузок и в нашем с вами вмешательстве в схемы управления этих устройств.

IV. Наладка технологической сигнализации котельной.

Технологическая сигнализация служит для фиксирования аварийного состояния котельной, выдачи сигналов вызвавших нештатную ситуацию в виде световой и звуковой сигнализации и передачи аварийного состояния котельной на удаленную диспетчеризацию. Что в полной мере соответствует СП 41-104-200. При появлении аварийных сигналов дежурный оператор котельной либо дежурная служба должна предпринять соответствующие меры по устранению неисправности. После устранения неисправности для последующего пуска котельной следует вручную произвести сброс аварийных сигналов и включить котельную в штатном режиме. Как и общекотловую автоматику технологическую сигнализацию реализовывают на универсальном свободно Программируемом Логическом Контроллере. Программируемый Логический Контроллер согласовывается с приборами безопасности котельной и другими вспомогательными приборами и устройствами. Для согласования внешних сигналов с входными сигналами контроллера используются «сухие» контакты приборов безопасности и других вспомогательных приборов и устройств. Кроме того, Программируемый Логический Контроллер имеет возможность выдавать аварийное состояние котельной на GSM модем. В качестве сигнализатора по «Пожару» используется пожарно-охранный прибор с «сухими» выходными контактами.