Kazántelepek automatizálása: leírás, készülék és diagram

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A kazánegységek működésének szabályozására és optimalizálására már az ipar és a termelés automatizálásának kezdeti szakaszában is elkezdtek műszaki eszközöket alkalmazni. A terület jelenlegi fejlettségi szintje jelentősen növelheti a kazánberendezések jövedelmezőségét és megbízhatóságát, biztosítja a karbantartó személyzet munkájának biztonságát és intellektualizáltságát.

Célok és célok

A modern kazánházi automatizálási rendszerek képesek garantálni a berendezések problémamentes és hatékony működését közvetlen kezelői beavatkozás nélkül. Az emberi funkciók a teljes eszközkomplexum teljesítményének és paramétereinek online monitorozására korlátozódnak. A kazánházak automatizálása a következő feladatokat oldja meg:

• Kazánok automatikus indítása és leállítása.
• Kazán teljesítményének szabályozása (kaszkádvezérlés) a megadott elsődleges beállítások szerint.
• Tápszivattyúk vezérlése, szintszabályozáshűtőfolyadék a munka- és fogyasztói körökben.
• Vészleállítás és jelzőberendezések aktiválása, ha a rendszer üzemi értékei túllépik a megállapított határokat.

Automatizálási objektum

A kazánberendezés, mint szabályozási tárgy, összetett dinamikus rendszer, számos egymással összefüggő bemeneti és kimeneti paraméterrel. A kazánházak automatizálását nehezíti, hogy a gőzegységekben a technológiai folyamatok sebessége nagyon magas. A fő beállítható értékek a következők:

• a hűtőfolyadék (víz vagy gőz) áramlási sebessége és nyomása;
• ürítés a kemencében;
• adagolótartály szintje;
• Az elmúlt években fokozott környezetvédelmi követelményeket támasztanak az elkészített tüzelőanyag-keverék minőségével és ennek következtében a füstelvezető termékek hőmérsékletével és összetételével szemben.

Automatizálási szintek

Az automatizálás mértékét kazánház tervezésekor, vagy berendezések nagyjavításakor/cseréjekor kell beállítani. A műszerjelzések szerinti kézi vezérléstől az időjárásfüggő algoritmusok szerinti teljesen automatikus vezérlésig terjedhet. Az automatizáltság szintjét elsősorban a berendezés rendeltetése, kapacitása és működési jellemzői határozzák meg.

A kazánház modern automatizálása integrált megközelítést jelent - az egyes technológiai folyamatok felügyeletére és szabályozására szolgáló alrendszereket egyetlen hálózatba egyesítik, funkcionálisancsoportvezérlés.

Általános szerkezet

A kazánházak automatizálása kétszintű szabályozási sémára épül. Az alsó (terepi) szintbe a programozható mikrokontrollereken alapuló helyi automatizálási eszközök tartoznak, amelyek műszaki védelmet és blokkolást, paraméter beállítást és változtatást valósítanak meg, fizikai mennyiségek elsődleges átalakítói. Ide tartoznak az információs adatok konvertálására, kódolására és továbbítására tervezett berendezések is.

A felső szint a kapcsolószekrénybe épített grafikus terminálként vagy személyi számítógépre épülő kezelői munkaállomásként ábrázolható. Megjeleníti a rendszer alsó szintű mikrokontrollereitől és érzékelőitől érkező összes információt, és beírja a működési parancsokat, beállításokat és beállításokat. A folyamatdiszpécsere mellett az üzemmódok optimalizálásának, a műszaki állapot diagnosztizálásának, a gazdasági mutatók elemzésének, az adatok archiválásának és tárolásának feladatait oldják meg. Szükség esetén az információ átkerül a vállalat vagy a település általános irányítási rendszerébe (MRP / ERP).

Kazánberendezések automatizálása

A modern piacot széles körben képviselik mind az egyedi műszerek és eszközök, mind a hazai és külföldi gyártású gőz- és melegvíz-kazánok automatizálási készletei. Az automatizálási eszközök a következők:

• gyújtó- és lángszabályozó berendezések, indítás ésa tüzelőanyag égési folyamatának szabályozása a kazánegység égésterében;
• specializált érzékelők (huzat- és nyomásmérők, hőmérséklet- és nyomásérzékelők, gázelemzők stb.);
• működtetők (mágnesszelepek, relék, szervohajtások, frekvenciaváltók);
• vezérlőpanelek kazánokhoz és általános kazánberendezésekhez (panelek, érintőképernyők);
• kapcsolószekrények, kommunikációs vonalak és tápegység.

A vezérlés és felügyelet műszaki eszközeinek megválasztásakor a legnagyobb figyelmet kell fordítani a biztonsági automatikára, amely kizárja a vészhelyzetek és vészhelyzetek előfordulását.

Alrendszerek és funkciók

Bármely kazánházi automatizálási rendszer vezérlési, szabályozási és védelmi alrendszereket tartalmaz. A szabályozás az optimális égési mód fenntartásával történik a kemencében lévő vákuum, a primer levegő áramlási sebességének és a hűtőfolyadék paramétereinek (hőmérséklet, nyomás, áramlási sebesség) beállításával. A vezérlő alrendszer a berendezés működésére vonatkozó aktuális adatokat adja ki az ember-gép interfészre. A védőberendezések garantálják a vészhelyzetek megelőzését a normál üzemi feltételek megsértése, fény-, hangjelzés, vagy a kazánegységek leállása esetén az ok rögzítésével (grafikus kijelzőn, emlékezetes diagramon, pajzson).

Kommunikációs protokollok

A kazántelepek mikrokontrollereken alapuló automatizálása minimálisra csökkenti a funkcionális használatotrelé kapcsolási és vezérlő tápvezetékek diagramja. Az automatizált vezérlőrendszer felső és alsó szintjének összekapcsolására, az érzékelők és vezérlők közötti információátvitelre, a parancsok működtetőelemekre történő fordítására speciális interfésszel és adatátviteli protokollal rendelkező ipari hálózatot használnak. A legszélesebb körben használt szabványok a Modbus és a Profibus. Kompatibilisek a fűtési létesítmények automatizálására használt berendezések nagy részével. Megkülönböztetik őket az információtovábbítás nagy megbízhatósága, az egyszerű és érthető működési elvek.

Energiamegtakarítás és az automatizálás társadalmi hatásai

A kazánházak automatizálása teljesen kiküszöböli a jelentős épületek lerombolásával, a kiszolgáló személyzet halálával járó balesetek lehetőségét. Az ACS képes biztosítani a berendezések normál működését éjjel-nappal, minimálisra csökkentve az emberi tényező hatását.

Az üzemanyag-források folyamatos drágulása fényében az automatizálás energiatakarékos hatása nem a legkevésbé fontos. Fűtési szezononként akár 25%-ot is elérő földgázmegtakarítást biztosít:

• optimális "gáz/levegő" arány a tüzelőanyag-keverékben a kazánház minden üzemmódjában, korrekció az égéstermékek oxigéntartalmával;
• nem csak a kazánok, hanem a gázégők testreszabásának lehetősége;
• nemcsak a hűtőfolyadék hőmérsékletét és nyomását szabályozza a kazánok be- és kimeneténél, hanem figyelembe veszi a környezeti paramétereket is(időjárás-kompenzált technológia).

Ezen túlmenően az automatizálás lehetővé teszi egy energiahatékony algoritmus megvalósítását a nem lakáscélú helyiségek vagy a hétvégén és ünnepnapokon nem használt épületek fűtésére.