Шкаф управления горелкой котла

Обновлено: 22.01.2025

Представляем программно-технический комплекс «АМАКС» нового поколения

Разработан для автоматизации управления многогорелочными водогрейными котлоагрегатами, а также паровыми многогорелочными котлами с аналогичными структурами газораспределения и регулирования.

Применение ПТК «АМАКС» позволяет:

1. Внедрить безопасную технологию розжига котла на газе.

проводится автоматическая вентиляция топки;
обеспечивается проверка герметичности газового оборудования перед розжигом;
исключается вероятность заполнения топки газом;
гарантируется быстрый и безопасный розжиг горелок с безударным воспламенением на малом расходе газа и воздуха.

2. Привести систему газоснабжения котла в полное соответствие:

Техническому регламенту о безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
Правилам безопасности сетей газораспределения и газопотребления
СНиП и ГОСТ на системы газоснабжения и горелочные устройства

3. Обеспечить безопасность эксплуатации котла при работе на газе в любом режиме управления.

Исключается неправильная последовательность операций розжига котла при автоматическом и ручном розжиге горелок, за счет применения программируемого управляющего контроллера и встроенной, для каждой горелки, логики защитных блокировок.
В любом режиме управления поддерживается диагностика причин останова горелок при розжиге и работе котла.

4. Повысить надёжность управления котлом.

внедрение высокотехнологичного газового оборудования;
централизованная или распределенная системы управления горелками или котлом, исходя из условий эксплуатации для различных типов котлоагрегатов;
диагностика состояния всей системы;
резервирование процессорных модулей;
резервирование информационного обмена с использованием двух коммутаторов.

5. Повысить экономию топлива при эксплуатации котла на газе.

Применение надежного автоматического розжига горелок котла уменьшило время розжига котла до 10 минут, что позволило:

останавливать отдельные котлы (на время нескольких часов) при избытке тепловой мощности котельной;
разжигать отдельные котлы при нехватке тепловой мощности, избегая непроизводительной эксплуатации на малой нагрузке;
регулировать в оптимальном режиме технологические процессы работы общекотельного оборудования.

6. Обеспечить удобное управление мощностью.

Применение регулирующих заслонок горелок позволяет поддерживать оптимальный режим горения и эффективно изменять мощность котла.

7. Обеспечить работу котла на резервном топливе.

Отсечка подачи резервного топлива к котлу – защитами по котловым параметрам и понижению давления топлива перед горелками.

Допускается ручной розжиг:

резервного топлива на газовый факел при работающей горелке;
газа на горелке, работающей на резервном топливе.

Состав и назначение ПТК «АМАКС»

В зависимости от поставленных задач автоматизации и финансовых возможностей заказчика ПТК «АМАКС» может быть реализован от автоматизации горелок до полномасштабной АСУ ТП котла.

На рисунке представлена принципиальная схема газопровода котла КВ-ГМ-100, выполненная согласно Федеральным Нормам и Правилам, и структурная схема управления.

I. Технологическое оборудование:

блок газооборудования АМАКС-БГ8 для каждой горелки;
комплект защитно-запального устройства (ЗЗУ) для каждой горелки;
шибер воздуха для каждой горелки;
газовое оборудование на общем газопроводе котла;
направляющие аппараты дымососа и вентилятора.

Блок газооборудования АМАКС-БГ8 предназначен для оснащения различных схем газоснабжения, утвержден ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБОЙ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ и рекомендован как техническое средство, позволяющее обеспечить безопасную технологию розжига и регулирование расхода газа через горелки от нуля до номинального значения, а также последующую безопасную эксплуатацию котлоагрегата.

Блок газооборудования АМАКС-БГ8 в комплексе с системой управления выполняет следующие функции:

Обеспечение безопасного розжига с автоматическим контролем герметичности своих запорных устройств;
Регулирование расхода газа;
Отсечку газа при нарушении технологических параметров или при погасании факела горелки;
Исключение возможности загазованности в топке котла;
Обеспечение мягкого розжига горелки без «хлопка» в топке.

Принципиальная схема газопровода котла КВ-ГМ-100

Блок газооборудования АМАКС-БГ8:

Клапан отсечной (ПЗК) с электроприводом (1-1), (1-2), обеспечивают подачу/ отключение газа к горелке (взвод плавный, закрытие мгновенное);
Клапан безопасности электромагнитный (1-4) обеспечивает соединение с атмосферой межклапанного пространства (объем газопровода между клапанами (1-1) и (1-2) при закрытом состоянии клапанов;
Регулирующая заслонка с электроприводом (1-3) обеспечивает управление расходом газа через горелку;
Клапан запальника электромагнитный (1-6) обеспечивает управление подачей газа к запальнику;
Клапан контроля герметичности электромагнитный (1-5) в комплекте с калиброванным дросселем (1-10) и датчиком-реле давления (1-13), обеспечивают возможность дистанционной/автоматической проверки плотности арматуры блока;
Ручные шаровые краны (1-8), (1-9), (1-15) при работе блока всегда открыты и используются для ремонтного отключения арматуры блока;
Ручной шаровой кран (1-7) при работе всегда закрыт и используется для продувки газопровода перед блоком;
Ручной шаровой кран (1-11) используется для подключения баллона со сжиженным газом при розжиге на мазуте.
Клапан для манометра (1-12) используется для установки датчика-реле давления (1-13) с возможностью визуального контроля давления газа;
Гребенка КИПиА с клапанами для манометров (1-14) предназначена для подключения контрольно-измерительных приборов.

Комплект ЗЗУ:

Электрозапальник с контрольным электродом (2);
Источник высокого напряжения;
Прибор контроля пламени запальника горелки.

ЗЗУ устанавливается перед каждой горелкой.

Газовое оборудование на общем газопроводе котла:

Задвижка (7);
Кольцо-заглушка (8);
Диафрагма для измерения расхода газа (9);
Продувочные свечи (10) и (11);
Свеча безопасности (12);
Регулирующая заслонка с электроприводом (15).

Направляющий аппарат вентилятора (3) с электроприводом (4) на воздуховоде к котлу и индивидуальный воздушный шибер (13) с электроприводом (14) перед горелкой необходимы для :

Поддержания постоянного давления воздуха перед котлом;
Обеспечения плавного розжига на малых расходах воздуха;
Поддержания оптимального соотношения «газ-воздух» при работе горелок.

Направляющий аппарат дымососа (5) с электроприводом (6) на дымоходе котла необходим для:

II. Оборудование КИП и А

Набор всех необходимых датчиков и измерительных преобразователей технологических параметров, позволяющий обеспечить дистанционное и по месту управление горелками, контроль их работы.

III. Автоматизация газовых горелок

Решается задача автоматической опрессовки и розжига горелок.

Шкаф ШБГ является локальной системой обеспечения функций защит, контроля и управления арматурой горелок.

Предназначен для дистанционного и автоматического управления электрифицированной арматурой Блоков газооборудования АМАКС-БГ. Программа шкафа обеспечивает его работу в режиме самостоятельного управляющего устройства.

Алгоритмы управления газовым оборудованием соответствуют требованиям технологических защит и блокировок согласно Федеральных Норм и Правил в области промышленной безопасности.

В части управления горелками шкаф обеспечивает:

контроль герметичности Блока газооборудования АМАКС-БГ горелки;
автоматический розжиг и останов горелок с соблюдением блокировок и защит;
регулирование давления газа и воздуха перед горелками;
возможность ручного розжига (со средств оперативного пульта или АРМ оператора).

Система управления горелками предполагает наличие всех необходимых датчиков и приборов, позволяющих дистанционно и по месту управлять горелками и контролировать их работу.

На передней панели шкафа расположены:

технологический пульт управления;
основные кнопки управления «Опрессовка», «Розжиг», «Стоп».

IV. Автоматизация горелок и котлоагорегата

Решается задача автоматизации управления, защит и регулирования котлоагрегата.

Для решения задачи автоматического контроля герметичности и розжига горелок используются шкаф МГБ.АМАКС.

Шкаф МГБ.АМАКС является локальной системой обеспечения функций контроля, защит и регулирования арматурой горелки и предназначен для дистанционного и автоматического управления электрифицированной арматурой блока газооборудования.

Возможна расширенная версия Шкафа совмещающего в своем составе функции управления горелкой и силовые цепи управления приводами:

Шибера воздуха горелки;
Регулирующей заслонки газа горелки.

Такое техническое решение позволяет:

отказаться от внешних пускателей для регулирующей арматуры горелки;
полностью обеспечить все средства для управления горелкой;
существенно сократить затраты на монтажные материалы.

контроль герметичности блока газооборудования горелки;
автоматический розжиг и контроль горелки с соблюдением блокировок и защит;
регулирование давления газа и воздуха перед горелкой;
возможность ручного розжига (со средств оперативного пульта или АРМ оператора), с соблюдением блокировок и защит.

Шкафы ШГУ соответствуют группе условий экспуатации в части воздействия механических факторов окружающей среды – М4 по ГОСТ 17516.1-90.

Количество шкафов определяется числом горелок и устанавливаются непосредственно около них.

Шкаф ШУК-ВПК является главным шкафом управления котлом и осуществляет:

автоматическую вентиляцию топки перед розжигом;
контроль плотности закрытия блоков газооборудования всех горелок;
информационный обмен и взаимодействие между горелками;
управление технологическим процессом работы котла;
автоматическое регулирование давлений газа перед котлом;
автоматическое регулирование разрежения в топке;
защиты котла по всем параметрам согласно требованиям действующих нормативных документов;
информационный обмен с АРМ оператора для управления, индикации и регистрации.

Система управления соответствует и обеспечивает:

Шкаф соответствует группе условий эксплуатации в части воздействия механических факторов окружающей среды - М4 по ГОСТ 17516.1-90.

Контроллер шкафа выполнен согласно НТД для контроллера защит и управления.

Открытый и стандартный протокол информационного обмена позволяет:

использовать систему как часть более широкой информационной сети;
осуществлять обмен данными с другими системами.

ШУК-ВПК обеспечивает управление котлом и горелками:

по месту с кнопок на двери шкафа;
со стационарного пульта;
командами с АРМ оператора, при организации верхнего уровня управления котлом, поступающими по дублированному каналу связи RS-485 (MODBUS).

На передней двери шкафа расположены:

световые индикаторы, предназначенные для контроля наличия напряжения питания;
индикаторы технологического состояния;
кнопки основных команд.

Для наблюдения за состоянием котлоагрегата применен стационарный пульт, который показывает состояние:

Структура взаимосвязей ПТК «АМАКС»

V. Полномасштабная АСУ ТП котлоагрегата

Решается задача автоматического управления, защит и регулирования котлоагрегата с организацией автоматизированного рабочего места оператора.

АРМ оператора включает в себя (базовый вариант):

два компьютера, с установленной фирменной SCADA-системой;
конвертеры (USB/RS-485);
две функциональные клавиатуры;
принтер.

АРМ оператора (компьютерная информационно-управляющая система – КИУС) обеспечивает:

удобную графическую форму отображения технологического процесса;
возможность подачи команд;
регистрацию и архивирование технологических параметров.

Цветовая гамма, названия клавиш функциональной клавиатуры и система подтверждения действий снижают вероятность ошибок персонала.

Визуализация технологического процесса на АРМ оператора

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ.

Расширение структуры ПТК и увеличение объема сбора информации

Поставленная задача решается путем применения универсальных шкафов ШДФ.

Универсальность конструкции контроллера позволяет на основе единой элементной базы дополнительно решать задачи автоматизации, регулирования, сбора данных, мониторинга;
Интеграция ШДФ с базовым составом ПТК позволяет создавать законченный функциональный комплекс станции, котельной или отдельных узлов;
Управление шкафами осуществляется с переносного пульта или АРМ оператора;
Обмен шкафов ШДФ данными с КИУС производится по отдельной сети RS-485 (MODBUS);
В шкафах ШДФ используются функционально законченные комплекты сигналов регуляторов, управления задвижками, управления насосами, информационного обмена с приборами и датчиками, что упрощает проектирование и эксплуатацию.

Таким образом, при решении задач приведения системы газоснабжения котла в полное соответствие с Техническим регламентом о безопасности сетей газораспределения и газопотребления, Правилами безопасности сетей газораспределения и газопотребления и создании автоматизированной системы управления, мы предлагаем следующие варианты решения:

I вариант ПТК «АМАКС»

Автоматизация газовых горелок

Наиболее экономичный вариант создания ПТК — поставленная задача ограничена автоматическим контролем герметичности Блоков газооборудования АМАКС-БГ и розжигом горелок.

Решает задачу автоматизации процессов контроля герметичности Блоков газооборудования АМАКС-БГ и розжига горелок, на основе локальной системы обеспечения функций защит, контроля и управления арматурой горелок.

Система управления обеспечивает:

автоматический контроль герметичности блоков газооборудования горелок;
автоматический розжиг и останов горелок с соблюдением блокировок и защит;
регулирование давления газа и воздуха перед горелками;
возможность ручного розжига.

II вариант ПТК «АМАКС»

Полномасштабная АСУ ТП котлоагрегата

При создании полномасштабного ПТК «АМАКС» выполняется автоматическое, дистанционное и ручное управление котлоагрегатом, предпусковые операции, выход на полную нагрузку, работа и останов котла.

Система управления построена по многоуровневой схеме и обеспечивает:

автоматическую вентиляцию топки перед розжигом;
автоматический контроль герметичности Блоков газооборудования АМАКС-БГ горелок;
автоматический розжиг и останов горелок с соблюдением блокировок и защит;
управление технологическим процессом работы котла;
автоматическое регулирование давлений газа и воздуха перед горелками;
автоматическое регулирование процессов горения и главных параметров работы котла;
защиты котла по всем параметрам согласно требованиям промышленной безопасности на объектах газоснабжения, СНиП для реконструкции и эксплуатации газопотребляющих установок и ГОСТ 21204-97;
сбор, обработку и хранение информации о работе котла;
удобное управление котлоагрегатом с рабочего места оператора.

Реализация полномасштабного ПТК «АМАКС» возможна в два этапа:

Выполнение автоматизации управления горелкой и котлоагрегатом;
Организация автоматического рабочего места оператора.

При выборе любого состава ПТК «АМАКС»:

обеспечивается построение функционально законченных систем управления;
комплексно решается проблема приведения системы газоснабжения в соответствие с требованиями Технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
система автоматизации остается открытой для дальнейшего расширения и наращивания.

Эффект от внедрения ПТК «АМАКС»

ПТК «АМАКС» выполняется на базе современной контроллерной техники и разработан согласно требованиям для АСУ ТП ТЭЦ, ГРЭС, котельных. Выпускается серийно. Удовлетворяет требованиям РД, имеет сертификат промышленной безопасности № С-RU. ЭПЭ.001.В.00058, а также внесен в Госреестр средств измерений.

Высокие технико-экономические показатели полномасштабных информационно-управляющих систем управления котлоагрегатами на базе ПТК «АМАКС» подтверждены их успешной эксплуатацией на многих ТЭЦ, ГРЭС, РТС и котельных, что позволяет:

увеличить коэффициент полезного действия котлов;
значительно снизить повреждаемость тепловых сетей за счет плавного регулирования нагрузки;
существенно повысить надежность работы котельной, за счет:
- внедрения высокотехнологичного газового оборудования;
- внедрения современной системы управления котлоагрегатами;
- езервирования процессорных модулей;
- полного резервирования сетевого обмена с использованием двух коммутаторов.
Есть вопросы?

Если вам нужна более подробная информация о применении, составе, назначении и возмож-
ностей , свяжитесь с отделом проектирования КИПиА:

Подсистемы управления розжигом горелочных устройств котлоагрегатов (САУГ)

Горелочные устройства котлоагрегатов различной модификации и производительности.

Цели и задачи САУГ
- Обеспечение оперативного персонала своевременной, достоверной и достаточной информацией о ходе технологического процесса и состоянии основного оборудования
- Приведение технологического процесса управления горелочными устройствами котлоагрегата в соответствие с действующими нормативными документами
- Реализация алгоритмов автоматической проверки герметичности газового оборудования и розжига горелочных устройств
- Координация алгоритмов работы горелочных устройств
Функции
- Дистанционное управление электрифицированной арматурой горелки и искроразрядным устройством с соблюдением всех блокировок и локальных защит согласно действующим нормам и правилам
- Автоматическая проверка герметичности арматуры горелки
- Автоматическое выполнение операций розжига горелки
- Полуавтоматический розжиг с пошаговым выполнением операций с помощью промежуточных команд со средств дистанционного управления (с оперативного пульта, с органов управления в шкафу управления горелкой (ШУГ) или с АРМ оператора)
- Регулирование давления газа перед горелкой
- Регулирование соотношения газ - воздух на горелке
- Диагностика и индикация причины отключения подачи газа к горелке
- Управление электрозадвижками мазутного тракта горелки (для газомазутных горелок)
- Координация работы ШУГ при автоматическом розжиге горелок
- Интеграция в АСУТП котла
- Сбор, регистрация, визуализация и архивирование информации (при реализации подсистемы без создания АСУТП котлоагрегата)
Отличительные особенности

Техническая реализация. Шкафы управления горелками размещены возле котла на площадке обслуживания. Данные устройства включают в себя весь комплекс необходимых для управления горелкой алгоритмов защит и блокировок. В зависимости от требований, предъявляемых к подсистеме, информационной мощности, вида применяемого газового оборудования и технологических особенностей возможны следующие варианты реализации подсистемы:

1. ШУГ имеют в своём составе микропроцессорный контроллер с повышенными требованиями к условиям эксплуатации (возможны функции резервирования), реализующий алгоритмы автоматического и дистанционного управления арматурой горелки с использованием программного обеспечения SCADA «КРУГ-2000». Координацию работы всех алгоритмов в шкафах ШУГ выполняет отдельное устройство – центральный шкаф управления горелками (ЦШУГ). Информация с ШУГ и ЦШУГ передаётся в серверы БД. Возможна реализация САУГ в составе АСУТП котлоагрегата.

2. Алгоритмы автоматического и дистанционного управления арматурой горелки реализованы с использованием интеллектуальных модулей ввода/вывода, размещённых в ШУГ. Координацию работы всех горелок обеспечивает микропроцессорный контроллер, расположенный в шкафу управления котлом (возможна реализация в данном шкафу управления подсистем автоматического регулирования, защит и блокировок котла). Связь контроллера с ШУГ осуществляется с использованием дублированной шины RS485. Информация с контроллера передаётся в серверы БД.

3. САУГ размещена непосредственно в шкафу управления котлом (ШУК). При этом ШУК (контроллер целиком или его модули ввода/вывода) размещён в непосредственной близости к котлу.

Автоматические проверка герметичности газового оборудования и розжиг горелок. Данные задачи, запускаемые по команде оператора, позволяют привести процессы опрессовки и розжига горелок в соответствие действующими нормативными документами, предотвратить ошибочные действия персонала, уменьшить время, требуемое на данные технологические операции. Операция проверки плотности газовой арматуры горелок выполняются со станции оператора или по месту с ШУГ в автоматическом режиме. Операции розжига газовых горелок и мазутных форсунок выполняются со станции оператора или по месту в автоматическом и ручном режимах.

Автоматическое регулирование. В автоматических регуляторах предусмотрены современные системотехнические решения, обеспечивающие устойчивую работу горелочных устройств при различных режимах их эксплуатации. Это и различные виды балансировок, сигнализация неисправностей, обработка недостоверных параметров, следящие режимы, регулирование соотношения газ/воздух на горелке и т.д. В отдельных случаях САУГ может выполнять и функции регулирования нагрузки котла.

Технологические защиты. Система автоматического ввода и вывода защит обеспечивает возможность нормальной эксплуатации технологического оборудования во всех эксплутационных режимах, включая пусковые, без вмешательства персонала в работу защит. Технологические защиты предусматривают автоматическое и санкционированное ручное включение/отключение, санкционированную корректировку уставок защиты, контроль действия и регистрацию первопричины срабатывания. Интерфейсная часть подсистемы технологических защит и блокировок выполнена в удобном для понимания алгоритма виде и позволяет быстро и оперативно разобраться в причинах действия защиты или блокировки.

Система автоматизированного управления газовыми горелками котла ПТВМ-100 Саранской ТЭЦ-2

Фирмой «КРУГ» в рамках реконструкции газоснабжения котла введена в эксплуатацию система автоматизированного управления газовыми горелками (САУГ) котлоагрегата ПТВМ-100 ст. №1 Саранской ТЭЦ-2 на базе программно-технического комплекса КРУГ-2000 ® (ПТК КРУГ-2000 ® ).

На Саранской ТЭЦ-2 (Мордовский филиал «ТГК-6») последовательно проводится реконструкция и модернизация основного оборудования и средств автоматизации технологических процессов. В 2012 году с участием НПФ «КРУГ» введены в эксплуатацию САУГ паровых котлов ТП-47 ст.№5 и ПК-19 ст. №1, в 2013 году – САУГ котлоагрегатов ПК-19 ст. №2 и ТП-47 ст. №6, в 2014 году – САУГ парового котла ПК-19 ст. №3.

Цели внедрения САУГ
- Выполнение требований «Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления»
- Повышение надежности работы оборудования за счет:
  - использования передовых технологий контроля и управления
  - уменьшения вероятности ошибочных действий персонала
  Функции САУГ
  - Автоматическая проверка герметичности (опрессовка) газовых блоков горелок котла
  - Автоматический розжиг газовых горелок
  - Технологические защиты и блокировки для реализации требований нормативной документации по безопасному розжигу горелок
  - Дистанционное управление газовым оборудованием котла
  - Отображение состояния оборудования газовых блоков на экранах автоматизированных рабочих мест операторов
  - Возможность перехода с одного вида топлива (газ/мазут) на другой без остановки горелки
  - Архивирование данных.
  Структура системы
  
  Система автоматизированного управления горелок к/а ПК-19 ст. №3 разработана на базе типового технического решения НПФ «КРУГ» для САУГ котлов и представляет собой трехуровневую архитектуру.
  
  В 1-й (нижний) уровень входят датчики измеряемых параметров, запорная и регулирующая арматура.
  
  2-й (средний) уровень системы представлен четырьмя шкафами управления горелками. Микропроцессорные контроллеры со 100%-ным резервированием процессорных модулей обеспечивают работу подсистем технологических защит и блокировок, автоматического регулирования, дистанционного управления и информационной подсистемы. В каждом из шкафов управления горелками предусмотрена возможность контроля и управления технологическим процессом с использованием пульта местного управления на базе сенсорной панели оператора.
  
  3-й (верхний) уровень системы представлен двумя автоматизированными рабочими местами машиниста котла (АРМ1 и АРМ2) под управлением SCADA КРУГ-2000 ® , совмещенными по функциям с серверами БД.
  
  АРМ1 и АРМ2 машиниста осуществляют сбор, обработку визуализацию и долговременное хранение данных, поступающих со среднего уровня системы.
  
  Информационная мощность системы
  - Аналоговых входных сигналов – 128
  - Дискретных входных сигналов – 336
  - Дискретных выходных сигналов – 208.
  Внедрение САУГ обеспечивает:
  - выполнение требований «Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления»
  - повышение безопасности розжига котлоагрегата
  - повышение надежности работы оборудования за счет уменьшения вероятности ошибочных действий персонала
  - повышение экономичности работы оборудования за счет оптимизации нестационарных режимов работы, сокращения времени пусковых операций
  - повышение коэффициента готовности оборудования.
  Инжиниринговые и пусконаладочные работы выполнены специалистами НПФ «КРУГ».
  
  АСУ ТП котлоагрегата
  
  Паровые и водогрейные котлы различной производительности, в том числе: Е–160-100, Е-230/100, Е-420/140, БКЗ–210-140, БКЗ-420/140 НГМ, НЗЛ-110, Е-20/14 ГМ, ТГМ 84 Б, КВГМ–50, ТГМП-204 и др.
  
  Цели и задачи
  - Эффективное и надёжное управление котлоагрегатами в нормальных и переходных режимах для производства пара требуемого количества и качества с учетом требований безопасности
  - Приведение технологического процесса производства пара в соответствие с действующими нормами и правилами
  - Обеспечение оперативного персонала своевременной, достоверной и достаточной информацией о ходе технологического процесса и состоянии основного оборудования
  - Защита котлоагрегата путем его останова при угрозе аварии
  - Реализация алгоритмов автоматической проверки герметичности газового оборудования и розжига горелочных устройств
  - Повышение надежности работы оборудования за счет уменьшения вероятности ошибочных действий персонала и применения передовых технологий контроля и управления
  - Повышение экономичности работы оборудования за счет оптимизации нестационарных режимов работы, сокращения времени пусковых операций.
  - Измерение и контроль технологических параметров
  - Обнаружение, сигнализация и регистрация отклонений параметров от установленных границ
  - Формирование и печать отчетных документов
  - Архивирование истории изменения параметров
  - Расчетные задачи
  - Дистанционное управление технологическим оборудованием
  - Дистанционное управление исполнительными механизмами
  - Выполнение алгоритмов технологических защит
  - Логическое управление
  - Автоматическое регулирование
  - Контроль прохождения команд управления в контроллер
  - Поддержка единства системного времени
  - Разграничение доступа к функциям системы
  - Программно-аппаратная самодиагностика контроллеров с выводом информации на индикаторы плат и на верхний уровень
  - Проверка достоверности информационных сигналов
  - Оперативная перенастройка системы и реконфигурация программного обеспечения и т.д.
  Архитектура
  
  АСУ ТП котла представлена четырьмя иерархическими уровнями.
  
  В 1-й (нижний) уровень входят датчики измеряемых аналоговых и дискретных сигналов, исполнительные устройства, включающие в себя запорную и регулирующую арматуру, сборки РТ30.
  
  Во 2-ой (средний) уровень входят шкафы управления горелками котла.
  
  В 3-й (средний) уровень системы входят: микропроцессорные контроллеры технологических защит, дистанционного управления, автоматического регулирования и информационной подсистемы.
  - автоматизированные рабочие места машиниста со 100%-ной взаимозаменяемостью по своим функциональным возможностям (функции станции оператора могут быть совмещены с функциями серверов)
  - автоматизированное рабочее место системного инженера – СИ, функционально позволяющее выполнять работы по сопровождению АСУ ТП
  - принтер для вывода на печать протоколов событий, режимных листов, сменных ведомостей, и т.д.
  Технологические защиты. Система автоматического ввода и вывода защит обеспечивает возможность нормальной эксплуатации технологического оборудования во всех эксплутационных режимах, включая пусковые, без вмешательства персонала в работу защит. Интерфейсная часть подсистемы технологических защит и блокировок выполнена в удобном для понимания алгоритма виде и позволяет быстро и оперативно разобраться в причинах действия защиты или блокировки.
  - автоматическое и санкционированное ручное включение/отключение,
  - санкционированную корректировку уставок защиты
  - контроль действия и регистрацию первопричины срабатывания
  - формирование протоколов аварийных ситуаций, регистрирующих изменения аналоговых и дискретных параметров до и после аварии.
  Автоматизированная подсистема управления горелками котла (САУГ). Особенностью подсистемы является её глубокая интеграция с ПТК КРУГ-2000. САУГ позволяет проводить автоматические проверку герметичности газовой арматуры и розжиг горелок, а также реализовать требования нормативных документов по безопасной эксплуатации газового оборудования котлоагрегатов. Подробнее о подсистеме смотри на странице Подсистема управления розжигом горелочных устройств котлоагрегата (САУГ).
  - реализация многоконтурных схем управления и схем управления с корректирующими сигналами
  - алгоритмы перехода с одного вида топлива на другой
  - возможность смены регулируемых параметров и исполнительных механизмов
  - коррекция задания регулятору подачи воздуха на горение в соответствии с кислородосодержанием, расходом и видом сжигаемого топлива
  - схемы логического управления и технологических блокировок, обеспечивающие безопасность работы регуляторов в нормальных и переходных режимах
  - различные виды балансировок
  - сигнализация неисправностей
  - обработка недостоверных параметров
  - следящие режимы и др.
  Управление исполнительными механизмами (ИМ). Управление ИМ осуществляется с учетом приоритетов поступающих сигналов. Высшим приоритетом обладают сигналы технологических защит. Следующие по приоритету - команды логических задач (блокировок нормальной эксплуатации). Затем - команды управления оператором. Дистанционное управление ИМ осуществляется с видеокадров, на которых отображено соответствующее оборудование, с использованием виртуальных панелей управления, манипулятора типа «мышь» или функциональной клавиатуры. Предусмотрены функции группового управления ИМ.
  
  Результаты
  
  Внедрение АСУ ТП на базе ПТК фирмы «КРУГ» обеспечивает выполнение всех требований действующих нормативных документов в области энергетики, приводит к значительному расширению функциональных возможностей системы, повышению уровня надёжности технологического оборудования и средств автоматизации, снижению трудозатрат на техническое обслуживание и ремонт.
  
  ПТК «АМАКС» — автоматизация горелок энергетических котлов
  
  Разработан для автоматизации управления горелками паровых многогорелочных котлов.
  - Техническому регламенту о безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
  - Правилам безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
  - СНиП и ГОСТ на системы газоснабжения и горелочные устройства.
  - Исключается неправильная последовательность операций розжига котла при автоматическом и ручном розжиге горелок за счет применения программируемого управляющего контроллера, качественного технологического программного обеспечения, удобных средств визуализации и управления.
  - В любом режиме управления поддерживается диагностика и архивирование причины останова горелок при розжиге и работе котла.
  - внедрение высокотехнологичного газового оборудования;
  - централизованная или распределенная системы управления горелками или котлом, исходя из условий эксплуатации для различных типов котлоагрегатов;
  - диагностика состояния всей системы;
  - резервирование процессорных модулей;
  - резервирование информационного обмена.
  5. Обеспечить удобное управление мощностью.
  
  Использование регулирующей заслонки для каждой горелки позволяет поддерживать оптимальный режим горения, эффективно изменять мощность котла и распределение мощности по горелкам.
  
  6.Обеспечить работу котла на резервном топливе (мазуте).
  
  Отсечка подачи резервного топлива к котлу при помощи поддержки защит по котловым параметрам и параметрам топлива.
  
  В зависимости от поставленных задач автоматизации и финансовых возможностей заказчика в ПТК «АМАКС» могут быть реализованы:
  - в части автоматизации технологического управления и защит горелок;
  - в части автоматизации функций управления, регулирования и защит котлоагрегата;
  - в части вспомогательных операций управления;
  - в части функций сбора, индикации и архивирования дополнительных параметров.
  На рисунке представлена принципиальная схема газопровода многогорелочного парового котла энергоблока, выполненная согласно Федеральным Нормам и Правилам, и структурная схема управления.
  
  Блок газооборудования АМАКС-БГ8 предназначен для оснащения различных схем газоснабжения, утвержден ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБОЙ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ и рекомендован как техническое средство, позволяющее обеспечить безопасную технологию розжига и регулирование расхода газа через горелки от нуля до номинального значения , а также последующую безопасную эксплуатацию котлоагрегата.
  - Обеспечение безопасного розжига горелки с автоматическим контролем герметичности своих запорных устройств;
  - Регулирование расхода газа;
  - Отсечку газа при нарушении технологических параметров или при погасании факела горелки;
  - Исключение возможности загазованности в топке котла и обеспечение мягкого розжига горелки без «хлопка» в топке.
  Принципиальная схема газопровода многогорелочного парового котла энергоблока
  - Клапан отсечной (ПЗК) с электроприводом (1-1), (1-2) обеспечивает подачу/ отключение газа к горелке (взвод плавный, закрытие мгновенное);
  - Клапан безопасности электромагнитный НО (1-4) обеспечивает соединение с атмосферой межклапанного пространства (объем газопровода между клапанами (1-1) и (1-2)) при закрытом состоянии клапанов;
  - Регулирующая заслонка с электроприводом (1-3) обеспечивает управление расходом газа через горелку;
  - Клапан запальника электромагнитный НЗ (1-6) обеспечивает управление подачей газа к запальнику;
  - Клапан контроля герметичности электромагнитный НЗ (1-5) в комплекте с калиброванным дросселем(1-10) и датчиком-реле давления (1-13) обеспечивают возможность дистанционной/автоматической проверки плотности арматуры блока;
  - Ручные шаровые краны (1-8), (1-9), (1-15) при работе блока всегда открыты и используются для ремонтного отключения арматуры блока;
  - Ручной шаровой кран (1-7) при работе всегда закрыт и используется для продувки газопровода перед блоком;
  - Ручной шаровой кран (1-11) используется для подключения баллона со сжиженным газом при розжиге на мазуте;
  - Клапан для манометра (1-12) используется для установки датчика-реле давления (1-13) с возможностью визуального контроля давления газа;
  - Гребенка КИПиА с клапанами для манометров (1-14) предназначена для подключения контрольно-измерительных приборов.
  - Задвижка с электроприводом (7);
  - Кольцо-заглушка (8);
  - Диафрагма для измерения расхода газа (9);
  - Регулирующая заслонка с электроприводом (15);
  - Предохранительно-запорный клапан (16);
  - Задвижка ремонтная (17).
  При установке Блоков газооборудования, ПЗК котла допускается не предусматривать.
  
  Направляющий аппарат вентилятора (3) с электроприводом (4) на воздуховоде к котлу и индивидуальный воздушный шибер (13) с электроприводом (14) перед горел- кой необходимы для:
  - Поддержания постоянного давления воздуха перед котлом;
  - Обеспечения плавного розжига на малых расходах воздуха;
  - Поддержания оптимального соотношения «газ-воздух» при работе горелки.
  III. Автоматизация управления горелками и подготовка котлоагрегата к розжигу
  
  ПТК энергетического котлоагрегата строится по распределенной структуре с применением контроллеров. Контроллер шкафа выполнен согласно НТД для контроллера защит и управления.
  
  Алгоритм управления газовым оборудованием соответствует требованиям технологических защит и блокировок согласно Федеральных Норм и Правил в области промышленной безопасности.
  
  Для решения задачи автоматической опрессовки и розжига горелок используются шкаф МГБ.АМАКС.
  
  Шкаф МГБ.АМАКС является локальной системой обеспечения функций контроля, защит, регулирования арматурой горелки.
  
  Предназначен для дистанционного и автоматического управления электрифицированной арматурой марки «АМАКС» и устанавливается на каждую горелку.
  
  В части управления горелкой шкаф обеспечивает:
  - выполнение опрессовки газового блока горелки;
  - автоматический розжиг и контроль горелки с соблюдением блокировок и защит
  - регулирование давления газа и воздуха перед горел- кой;
  - возможность ручного розжига (со средств оперативного пульта или АРМ оператора), с соблюдением блокировок и защит.
  Для информационной связи между горелками и функций управления котлоагрегатом используется шкаф ШУК-ЭК.
  
  Управление технологическим процессом котлоагрегата осуществляется со шкафа ШУК-ЭК или с АРМ оператора.
  
  Шкаф ШУК-ЭК является концентратором информационного обмена между компьютером АРМ оператора и шкафами управления горелок ШГУ и позволяет:
  - собирать и обрабатывать данные от горелок с целью дальнейшей передачи об- работанных данных на компьютер АРМ;
  - обеспечить информационный обмен между горелками, необходимый для управ- ления розжигом и взаимодействия горелок;
  - провести вентиляцию топки перед розжигом;
  - поддерживать заданное давление газа перед котлом;
  - регулирование давления воздуха перед котлом;
  - регулирование разрежения в топке;
  - коррекцию регулирования воздуха на горелках по концентрации кислорода в дымовых газах;
  - распределение нагрузки на горелки.
  - световые индикаторы для контроля наличия напряжения питания;
  - технологический пульт;
  - кнопки основных команд;
  - индикаторы технологического состояния.
  Все функции управления и визуального контроля технологической процесса поддерживаются также с автоматического рабочего места оператора.
  - два компьютера, с установленной фирменной SCADA-системой;
  - конверторы (USB/RS-485) или коммутаторы Ethernet;
  - две функциональные клавиатуры;
  - принтер.
  ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
  
  IV. Сбор дополнительных параметров с датчиков и исполнительных систем котлоагрегата
  - Универсальность конструкции контроллера позволяет на основе единой элементной базы дополнительно решать за- дачи автоматизации, регулирования, сбора данных, мониторинга;
  - Интеграция ШДФ с базовым составом ПТК позволяет создавать законченный функциональный комплекс станции, котельной или отдельных узлов;
  - Управление шкафами осуществляется с переносного пуль- та или АРМ оператора;
  - Обмен шкафов ШДФ данными с КИУС производится по от- дельной сети RS-485 (MODBUS);
  - В шкафах ШДФ используются функционально законченные комплекты сигналов регуляторов, управления задвижками, управления насосами, информационного обмена с приборами и датчиками, что упрощает проектирование и эксплуатацию.
  I. вариант ПТК «АМАКС»
  
  Автоматизация технологического управления горелками
  
  Наиболее экономичный вариант создания ПТК, поставленная задача ограничена автоматической опрессовкой и розжигом горелок, без изменения:
  - существующих технологических схем котлоагрегата;
  - методов вентиляции топки;
  - котлового регулирования;
  - защит котлоагрегата.
  Решает задачу автоматизации процесса опрессовки и розжига горелок, на основе локальной системы обеспечения функций защит, контроля и управления арматурой горелок.
  - опрессовку Блоков газооборудования горелок;
  - автоматический розжиг и останов горелок с соблюдением блокировок и защит;
  - регулирование давления газа и воздуха перед горелками;
  - возможность ручного розжига.
  II. вариант ПТК «АМАКС»
  
  Автоматизация технологического управления горелками и подготовка котлоагрегата к розжигу
  
  ПТК «АМАКС» включает в себя автоматизацию горелок и дополнительные автоматизированные функции:
  - контроль герметичности блоков газооборудования АМАКС-БГ горелок;
  - автоматический розжиг и останов горелок с соблюдением блокировок и защит;
  - регулирование давления газа и воздуха перед горелками;
  - возможность ручного розжига;
  - вентиляция топки;
  - регулирование давления газа и воздуха перед котлом;
  - регулирование разрежения в топке.
  ПТК «АМАКС» может быть расширен и интегрирован в любую АСУ ТП котлоагрегата как часть более широкой информационной сети.
  - обеспечивается построение функционально законченных систем управления;
  - комплексно решается проблема приведения системы газоснабжения в соответствие с требованиями Технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления;
  - система автоматизации остается открытой для дальнейшего расширения и наращивания.
  - снизить повреждаемость тепловых сетей за счет плавного регулирования нагрузки;
  - существенно повысить надежность работы за счет:
    - внедрения высокотехнологичного газового оборудования;
    - внедрения современной системы управления котлоагрегатами;
    - резервирования процессорных модулей;
    - полного резервирования сетевого обмена с использованием двух коммутаторов.
    Если вам нужна более подробная информация о применении, составе, назначении и возмож-
    ностей , свяжитесь с отделом проектирования КИПиА:
    
    Читайте также: