ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВЫХ КОТЛОВ ТИПА ДКВР ПУТЕМ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются вопросы автоматизации процессов управления котельного оборудования с целью обеспечения промышленной безопасности при его эксплуатации. Предложенные в статье мероприятия позволяют снизить вероятность происшествия аварий и инцидентов путем минимизации влияния человеческого фактора на процессы управлении котельным оборудованием. Так же, мероприятия рассмотренные в статье, повышают энергоэффективность котельного оборудования.

Ключевые слова: автоматизированные системы управления; безопасность эксплуатации котельных установок.

Тепловая энергетика является важным фактором для всех отраслей промышленности и жизнедеятельности населения. Ее основой служат котельные установки. Только их безопасная эксплуатация обеспечит бесперебойную работу всей системы.

Рассмотрим обеспечение безопасности эксплуатации котельных установок с паровым котлом типа ДКВР путем внедрения автомати­зированных систем управления. Паровой агрегат типа ДКВР - это двух барабанный, вертикально-водотрубный реконструированный котел. Он предназначен для образования пара температурой от 194^оС до 250^оС. Котлы типа ДКВР способны обеспечивать технологические потребности предприятий и часто применяется в системах отопления и вентиляции, а также в системах горячего водоснабжения. Штатная комплектация ДКВР не предусматривает установок средств автоматизации управления технологическим процессом котлов.

Эксплуатация котельных установок - это сложный процесс, включающий в себя несколько опасных факторов таких как:

• давление рабочей среды оборудования;
• температура рабочей среды оборудования;
• образование взрывопожароопасных смесей.

Безопасность эксплуатации котельных установок напрямую зависит от соблюдения требований нормативных документов, регулирующих вопросы безопасности эксплуатации оборудования, используемого в про­цессе образования тепловой энергии, а также руководств (инструкций) по эксплуатации используемого оборудования [1].

В настоящее время в теплоэнергетике в основном применяются следующие виды топлива:

• газообразное (природный газ);
• жидкое (нефтепродукты);
• твердое (уголь, торф).

В связи с экологической, а также экономической составляющей теплоэнергетический комплекс в основном использует в качестве топлива природный газ.

Для оптимальных и безопасных режимов работы котельных установок, необходимо соблюдать множество параметров рабочих сред таких, как давление, температура, расход, уровень, вибрация, объемная доля кислорода, оксида углерода и др. в отходящих газах топливо­сжигающих установок, в воздухе рабочей зоны и дымовых газах, удельной электрической проводимости водных растворов [3]. Управлять указанными параметрами с возможностью формирования сигналов, используемых при управлении процессами эксплуатации тепломехани­ческого оборудования, рекомендуется с применением оборудования информационно-измерительных и управляющих систем программно-технического комплекса «АМАКС» (далее – АМАКС).

АМАКС применяются на объектах теплоэнергетики для измерения, контроля и сжатия данных технологических параметров тепломехани­ческого оборудования и объектов с системами газопотребления.

АМАКС обеспечивает:

• заданные режимы работы котельных установок и оперативный контроль технологических процессов:
• измерение, запись и вывод информации о значениях параметров работы котельных установок;
• технологические и защитные блокировки;
• сигнализацию по установкам, заданным путем программиро­вания;
• подключение к системам сигнализации данных о концентрации взрывоопасных газов;
• работу систем пожарной сигнализации, самостоятельно обраба­тывающих сигналы датчиков и выполняющих отдельные управляющие функции защиты;
• автоматический и ручной режимы управления технологи­ческими процессами.

Принцип действия АМАКС основан на измерении, параметров работы оборудования датчиками с непрерывным преобразованием измеряемых параметров в электрический сигнал. Электрический сигнал поступает в модули ввода аналоговых сигналов. Далее электрический сигнал преобразуется в цифровой вид и отображается на компьютере. Команды управления, поданные в цифровом формате, преобразуются в аналоговый вид и передаются на исполнительные устройства и механизмы.

Установка АМАКС на оборудование котлов ДКВР обеспечивает безопасный процесс розжига газового топлива, это обеспечивается за счет того, что перед розжигом выполняется автоматическая диагностика на предмет утечки топлива из газового оборудования, исключая вероятность образования взрывопожароопасной смеси в топке котла. Также обеспечивается быстрый и безопасный розжиг горелок в режимах небольшого расходах газового топлива и воздуха.

При установке АМАКС газовое оборудование котла приводится в полное соответствие требованиям нормативных документов, предъяв­ляемых к системам газоснабжения и газораспределения, осуществляется диагностика причин затухания газовых горелок, тем самым обеспечивая безопасность эксплуатации котла при любых режимах управления. Программируемый управляющий контроллер и логические процессы блокировок защиты, установленные на каждой горелке, исключают возможность ошибочных действий персонала при ручном автомати­ческом розжиге котла. Регулирующая заслонка управляет мощностью котла и поддерживает заданный режим работы.

АМАКС обеспечивает использование мазута в качестве резервного топлива и оборудована устройством автоматического прекращения подачи мазута к котлу при помощи поддержки защит по котловым параметрам и параметрам топлива. В зависимости от условий эксплуа­тации котельного оборудования, обеспечивается как централизованная, так и распределенная система управления горелками или котлом, проводится проверка состояния всей системы, обеспечивается резерви­рование информационного обмена с использованием двух коммутаторов, повышая надежность управления котельным оборудованием.

Также применение систем АМАКС обеспечивает экономичность расхода топлива. Применение надежного автоматического розжига котла позволяет выполнить эту операцию за десять минут. В связи с этим есть возможность гасить отдельные котлы, на нескольких часов, при избытке тепловой мощности котельной, и разжигать отдельные котлы при ее нехватке, исключая неэффективную эксплуатацию котельного оборудования на небольших нагрузках.

В состав АМАКС входит газовое оборудование котла ДКВР и общего газопровода, комплект защитно-запального устройства для каждой горелки, направляющие аппараты дымососа и вентилятора.

Газовое оборудование котла ДКВР, в комплексе с системой управления, обеспечивает безопасный розжиг с автоматической опрес­совкой своей запорной арматуры, регулирование расхода газового топлива, прекращение подачи газа при нарушении технологических процессов или при затухании горелки, что обеспечивает исключение возможности образования взрывопожароопасной смеси в топке котла и безопасный розжиг без «хлопка» в топке [2].

Комплект защитно-запальное устройство состоит из электро­запальника, контрольного электрода, источника высокого напряжения и датчика контроля пламени запальника горелки [1].

Направляющий аппарат вентилятора с электроприводом на воздухопроводе к котлу поддерживает необходимое давление воздуха перед котлом, обеспечивая мягкий розжиг котла при малых расходах воздуха, поддерживая оптимальное соотношение газового топлива и воздуха при работе горелок.

Направляющий аппарат дымососа с электроприводом на дымоходе котла поддерживает оптимальное разряжение в топке котла.

При полной автоматизации систем управления решается задача автоматического управления, защиты и регулирования котлоагрегата с организацией автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора.

АРМ оператора (компьютерная информационно-управляющая система) обеспечивает понятную графическую форму отображения технологического процесса, возможность дистанционной подачи команд, регистрацию и сжатие данных технологических параметров.

Выведенная на мониторы и дисплеи шкафов управления информация полностью отражает режимы работы оборудования.

При работе с АМАКС персоналу не требуется прохождение специального обучения, так как управление процессами происходит с применением функциональной клавиатуры и опциями меню. Одновре­менно контролируется изменение цвета, появление предупредительных и аварийных сообщений, звуковые сигналы.

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

Таким образом, при использовании современных систем автома­тизации в процессе эксплуатации котлов, можно контролировать все параметры технологического процесса. Это происходит через измерение основных параметров работы котлов и своевременное получение информации о сбоях в технологической системе котельной. При использовании систем автоматизации оборудования обеспечивается безаварийная работа котлоагрегатов, а также повышается безопасность обслуживающего персонала.

Список литературы:

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» [утверждены приказом Ростехнадзора 15 ноября 2013 г. № 542, зарегистри­рованы в Минюсте РФ 31 декабря 2013 г., регистрационный № 30929].
2. Технический регламент «О безопасности сетей газораспределения и газопотребления» [утверждены постановлением Правительства РФ 29 октября 2010 г. № 870].
3. Системы информационно-измерительные и управляющие АМАКС / Свидетельство об утверждении типа средств измерений № 61549.