Теплообменные аппараты ТТАИ
Сочетают в себе преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников без их недостатков.
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

На правах рекламы

Автоматизация котлов типа КВ-ГМ-35-150, ПТВМ-30, ТВГМ-30

О.В.Полтавцев, коммерческий директор, ООО КБ «АГАВА», г. Екатеринбург

Введение

В настоящее время существует значительный парк котлов типа КВ-ГМ-35-150, ПТВМ-30, ТВГМ-30, требующих реконструкции и модернизации систем автоматизации. Установленная в 70-80-х годах прошлого века котельная автоматика морально устарела и уже не соответствует требованиям современных нормативных документов, Правил и инструкций по безопасной эксплуатации. Многие виды средств автоматики давно сняты с производства, следовательно, все сложнее становится поддерживать оставшуюся часть оборудования в рабочем состоянии из-за отсутствия комплектующих. Такие важные функции как контроль герметичности газовых блоков, автоматическое регулирование параметров, автоматический дистанционный розжиг горелочных устройств отсутствуют в устаревших конструкциях, что нередко приводит к развитию аварийной ситуации. Таким образом, даже если тепломеханическая часть этих котлов может эксплуатироваться дальше, то электронные приборы автоматики однозначно нуждаются в замене.

Автоматика безопасности

Конструкторское бюро «АГАВА» предлагает комплексное решение по автоматизации водогрейных водотрубных газомазутных котлов КВ- ГМ-35-150 (ПТВМ-30М, ТВГМ-30, ПТВМ-30) производительностью 35 МВт (30 Гкал/ч), предназначенных для получения горячей воды с температурой 150 ОС, используемой в системах отопления и ГВС, а также для технологических целей. Такие котлы, как правило, оборудованы 6 комбинированными горелками, расположенными в два яруса по 3 горелки на противоположных сторонах топки: на верхнем ярусе расположены две, а на нижнем ярусе 4 горелки. Две горелки нижнего яруса, расположенные на противоположных сторонах топки по диагонали друг к другу, являются растопочными, они оборудуются защитно-запальными устройствами (ЗЗУ). Воздух на горелки подается через общий короб от одного или двух дутьевых вентиляторов. Для удаления продуктов сгорания и поддержания требуемого разрежения в топке котел оснащается одним или двумя дымососами.

Сложность управления многогорелочным котлом требует учета большого количества данных от приборов контроля и регулирования, а также одновременное синхронное управление несколькими исполнительными устройствами при розжиге горелок и регулировании производительности котла. Внедрение автоматической системы управления позволяет исключить влияние человеческого фактора, уменьшить количество обслуживающего персонала, повысить качество регулирования параметров и безопасность работы котло-агрегата.

Основная цель автоматизации котлов - защита топливоиспользующего и котельного оборудования от возникновения аварийных ситуаций и обеспечение безопасности обслуживающего персонала. Именно поэтому этот класс приборов часто называют просто «автоматикой безопасности». Анализ аварий в котельных и на других газоиспользующих объектах показывает, что, в основном, они происходят при розжигах, а их причиной является так называемый человеческий фактор. Автоматика от КБ «АГАВА» полностью исключает подобные ситуации.

Комплект автоматизации котлов КВ-ГМ-35-150 (ПТВМ-30М, ТВГМ-30, ПТВМ-30) выполнен на базе микропроцессорного контроллера АГАВА 6432.20 и относится к классу систем автоматизированного управления горелками (САУГ) в соответствии с документом СО 34.35.677-2003 «Технические требования на систему автоматизированного управления горелками газомазутного котла, способствующую повышению взрывобезопасности при розжиге горелок» (рис. 1).

Рис. 1. Общий вид лицевой панели шкафа управления.

Контроллер АГАВА 6432.20 при работе на газовом топливе в соответствии с руководством по эксплуатации на котел, ТР ТС, СП 62.13330.2011, СП 89.13330.2012, ГОСТ Р 54961-2012, ГОСТ 21204-97 обеспечивает все необходимые технологические защиты и блокировки:

■ автоматическую проверку герметичности газовых клапанов;

■ автоматический розжиг горелок котла;

■ защитное отключение горелок при наступлении аварийных событий;

■ послеаварийную вентиляцию топки не менее 10 мин.

Вторая важная цель автоматизации - реализация алгоритмов энергоэффективного управления, т.е. оптимизации технологических параметров котла по экономическим, экологическим, эргономическим и прочим показателям. Для выполнения этой цели в автоматику заложены следующие функции:

1) автоматическое регулирование мощности котла по температуре воды на выходе котла или по расходу газа на котел;

2) автоматическое или дистанционное подключение требуемого количества горелок;

3) автоматическое плавное регулирование:

- соотношения топливо/воздух путем управления исполнительными механизмами направляющих аппаратов вентиляторов или ЧРП двигателей вентиляторов;

- разрежения в топке котла путем управления исполнительными механизмами направляющих аппаратов дымососов или ЧРП двигателей дымососов;

- температуры воды, поступающей на вход котла;

4) коррекция таблицы соотношения топливо/воздух по содержанию кислорода в отходящих газах или по температуре воздуха, поступающего на горелки;

5) управление и защита котла при работе на резервном жидком топливе;

6) дистанционное или автоматическое управление электрифицированными задвижками воды на входе и выходе котла, газа на входе котла.

Регулирование мощности котла выполняется как регулятором газа, расположенном на общем участке газопровода котла, так и количеством подключенных горелок.

Каждая горелка и ЗЗУ оснащаются датчиками селективного контроля факела.

Различные алгоритмы управления горелками предусматривают как полностью автоматическое подключение/отключение горелок автоматикой при регулировании котла, так и полуавтоматическое подключение/отключение горелок по выбору оператора в зависимости от требуемой нагрузки котла.

Автоматическое регулирование мощности для исключения температурных перекосов в топке котла выполняется парным подключением/отключением горелок. Растопочные горелки всегда находятся в работе, затем при необходимости автоматически разжигаются горелки нижнего яруса от пламени горелок, расположенных на противоположной стороне топки котла, последними разжигаются горелки верхнего яруса. Отключение горелок выполняется в обратной последовательности. Автоматический режим работы котла позволяет полностью исключить оператора из процесса розжига горелок.

Если котел работает большое время с постоянной нагрузкой, и горелки редко включаются/отключаются, оператор выбирает на каком количестве горелок работать котлу в меню контроллера. Количество работающих горелок выбирается из меню контроллера, подключение/отключение горелок выполняется автоматически.

Для защиты системы управления от кратковременных просадок или пропадания напряжения в составе комплекта автоматики поставляются источники бесперебойного питания (ИБП).

Система диспетчеризации

Дополнительно к автоматике безопасности для более удобного мониторинга и управления основными параметрами котлов ПТВМ-30 (ТВГМ- 30, КВ-ГМ-35-150), КБ «АГАВА» может поставить систему диспетчеризации. В зависимости от количества котлов в котельной система диспетчеризации котла может быть как частью общей системы диспетчеризации котельной, так и реализованной для одного котла.

Система диспетчеризации от КБ «АГАВА» достаточно наглядна, интуитивно понятна, обладает достаточно большим функционалом и состоит из АРМ оператора котла или котельной, на котором отображаются:

■ мнемосхема котла, на которой показываются: состояние исполнительных механизмов котла, значение сигналов от аналоговых датчиков, режим работы котла (рис. 2);

■ графики аналоговых значений параметров котла, текущие и архивные значения;

■ журнал событий работы автоматики.

Рис. 2. Мнемосхема котла ПТВМ-30М в АСУ ТП «Диспетчер».

Система диспетчеризации позволяет оператору:

■ наблюдать за режимами работы котла;

■ создавать отчеты о работе котла за определенный период с распечаткой их на бумажные носители;

■ выполнять удаленный пуск/останов котла;

■ изменять уставку регулирования производительности котла;

■ выводить в дистанционный режим и управлять по командам от ПК регуляторами котла;

■ управлять задвижками воды на входе и выходе котла, задвижкой по газу (опция, предоставляется при необходимости).

Экономическое обоснование техперевооружения котлов ПТВМ-30

Для упрощения расчета экономического эффекта от автоматизации котлов ПТВМ-30 мы не учитываем:

■ увеличение ресурса оборудования за счет плавного розжига и внедрения ПЧ на тягодутьевых механизмах;

■ снижение затрат на обслуживание за счет полной автоматизации управления котлом;

■ безаварийность работы оборудования, оснащенного комплектом автоматики АГАВА 6432.

Без учета вышеуказанных факторов экономический эффект от автоматизации котла ПТВМ-30 достигается за счет:

■ оптимизации режимов горения и, соответственно, снижения расхода топлива в среднем на 5-10%;

■ экономии электроэнергии на 30-50% при внедрении частотных преобразователей на насосном и тягодутьевом оборудовании.

Годовой расход газа котла ПТВМ-30 по паспорту составляет 26 млн м3. При средней стоимости 1 м3 газа 4,43 руб. затраты составят 115,2 млн руб. При средней экономии 7% после внедрения системы автоматики АГАВА 6432 затраты снизятся более, чем на 8 млн руб.

Годовое потребление электроэнергии тягодутьевых механизмов котла ПТВМ-30 составляет 1000 МВт*ч. При стоимости 1 кВтч электроэнергии 5,5 руб. затраты составят 5,5 млн руб. При средней экономии 40% после внедрения системы автоматики АГАВА 6432 затраты снизятся на 2,2 млн руб.

Средняя стоимость технического перевооружения котла ПТВМ-30 на базе комплекта автоматики АГАВА 6432 составляет 6,5 млн руб. Соответственно, срок окупаемости автоматизации котлов ПТВМ-30 (КВ-ГМ-35-150, ПТВМ-30М, ТВГМ-30) составит менее 8 месяцев.

Опыт работы

В настоящее время наше предприятие внедрило автоматику серии АГАВА 6432 для котлов ПТВМ-30 (ТВГМ-30) более, чем на 30 объектах.

Мы проводим полный комплекс работ: от разработки проектной документации до сдачи работ по техперевооружению в Ростехнадзор.

Будучи уверенными в качестве собственной продукции, мы предоставляем нашим клиентам гарантию 5 лет на весь комплекс работ.

О.В. Полтавцев, Автоматизация котлов типа КВ-ГМ-35-150, ПТВМ-30, ТВГМ-30

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №2 (186) 2016 г. , www.rosteplo.ru/nt/186

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи: