Общекотловая автоматика котельной с гидравлическим распределителем

В настоящее время большой популярностью в мире пользуются автоматизированные котельные, которые могут работать без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Для этого в автоматизированных котельных кроме обязательной котловой автоматики должна быть и общекотловая автоматика, которая осуществляет управление всей котельной в отсутствие людей, т.е. она выполняет такие функции, как: □ автоматическое поддержание расчетного температурного режима в котловом контуре (это минимальная температура на обратной линии котла и расчетный температурный график работы котла); □ в зависимости от нагрузки автоматическое включение, отключение дополнительного котла; □ автоматическая ротация (попеременная работа) котлов; □ при отключении котла его насос должен работать еще примерно 20-30 мин; □ автоматическое поддержание температурного графика теплоносителя в системе отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, технологического процесса; □ автоматическая ротация насосов отопления, вентиляции, горячего водоснабжения (технологического процесса); □ автоматическое осуществление подпитки системы при понижении давления теплоносителя в системе. Котельная, выполненная с применением гидравлического распределителя (см. рис. 1), легко автоматизируется по перечисленным пунктам. Кроме того, эта гидравлическая схема позволяет легко и просто отделить котельную от нагрузок, т.е. котельная «живет своей жизнью», а нагрузки — «своей». Это приводит к экономной и долговременной работе котельной и системы в целом. Минимальная автоматизация данной гидравлической схемы напрашивается сама, т.е. для поддержания температуры теплоносителя на обратном трубопроводе котлов достаточно установить измеритель — регулятор температуры с уставкой 60°С (задается производителем котла), назовем его ИРТ1. Когда температура на обратном трубопроводе котлов меньше 60°С, ИРТ1 своими контактами блокирует (отключает) работу нагрузок и котельная работает сама на себя, через гидравлический распределитель. При повышении температуры на обратном трубопроводе котлов выше 60°С ИРТ1 включает нагрузки котельной (включение, отключение нагрузок описано ниже). Функциональное назначение измерителя — регулятора температуры ИРТ1 — это стремление поддерживать температуру теплоносителя на обратном трубопроводе котлов не ниже 60°С. При данной автоматике, первоначально будет происходить затухающий процесс включения и отключения нагрузок до тех пор, пока котельная и ее нагрузки не войдут в свой температурный режим. Период и время затухающих температурных колебаний зависит от протяженности внешних тепловых сетей и объема воды в системе нагрузок. Второй измеритель — регулятор температуры ИРТ2 на обратном трубопроводе котлов следует установить с уставкой 70°С. Когда температура на обратном трубопроводе котлов меньше 70°С, ИРТ2 своими контактами включает в работу второй котел. Функциональное назначение измерителя — регулятора температуры ИРТ2 — это стремление поддерживать температурный график теплоносителя котельной в подающей линии (t1) 90°С, а в обратной линии (t2) 70°С. Это соответствует реальному расчетному температурному графику работы котельной. В качестве измерителя регулятора температуры ИРТ1(2) хорошо подходит прибор 2ТРМ-1а московского предприятия «Овен», можно также использовать аналогичный прибор. Рассмотрим одновременную работу обоих измерителей — регуляторов температуры ИРТ1 и ИРТ2. При первоначальном включении котельной исходная температура теплоносителя равна +10°С, соответственно температура на обратном трубопроводе котлов меньше 60 и 70°С, т.е. нагрузки котельной отключены и работают два котла сами на себя через гидравлический распределитель. Когда температура на обратном трубопроводе котлов поднимется до 60°С, начнется периодическое включение и отключение нагрузок котельной. По завершении затухающего процесса температура на обратном трубопроводе котлов повысится до 70°С, что приведет к отключению второго котла. Повторное включение второго котла зависит от величины нагрузок. Для поддержания одинакового моторесурса котлов следует производить их ротацию, т.е. поочередную работу котлов. Например, сутки работает котел К_1/1, следующие сутки — котел К_1/2 и т.д. по кругу, а также параллельно с этой функцией следует проводить ротацию и насосов нагрузок К₃-К_n. Во время отключения рабочего котла его насос следует выключить минут через 20-30, это нужно для снятия инерционного нагрева воды из разогретого тела котла. Для автоматического поддержания температурного графика теплоносителя в контуре отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического процесса хорошо подходит прибор ТРМ-32 (ТРМ-33), выпускаемый ООО «Овен», можно также использовать аналогичный прибор. Автоматическую подпитку системы котельной, ротацию котлов и насосов нагрузок, задержку на отключение насосов котлов и многое другое более гибко можно реализовать на простом и надежном универсальном контроллере серии ALPHA производства Mitsubishi (рис. 2). Контроллеры серии ALPHA — это ряд контроллеров, разработанных как компактное, универсальное изделие для решения несложных задач управления, где необходимо гибко решать задачи по автоматизации. Модули серии ALPHA позволят вам контролировать состояние датчиков и своевременно реагировать на их изменение. Часы реального времени помогут избежать неоправданных затрат на электроэнергию и отопление. Состояние контроллера можно видеть на жидкокристаллическом дисплее, который позволит полностью контролировать технологический процесс. Программное обеспечение контроллера легкое в освоении и понятное любому человеку, знающему работу простых логических элементов. Один из простых способов включения и отключения нагрузок котельной — это автоматически включать и выключать насосы нагрузок от ИРТ1. При таком способе во время включения или выключения насоса будут происходить гидравлические удары в системе котельной и резкие перепады температуры на входе котлов. Чтобы этот процесс проходил более плавно, следует принудительно переводить смесители нагрузок К7 в закрытое состояние. Это можно сделать при помощи дополнительного промежуточного реле типа РП-21. Контакты реле разры-вают управляющие сигналы от ПИД-регулятора, идущие на сервопривод смесителя, и принудительно подается сигнал на сервопривод для закрытия смесителя нагрузки (рис. 3). На рис. 3 видно, что подавая напряжение на катушку промежуточного реле РП-21, сервопривод К6 будет принудительно переводить смеситель К7 в закрытое состояние. Время перехода смесителя из открытого состояния в закрытое — 1-2 мин, это зависит от применяемого типа сервопривода К7. При таком схемном решении включения и отключения нагрузок котельной будет проходить плавно, без скачков давления и без резких перепадов температуры на обратной линии котлов. Используя в качестве измерителей регуляторов температуры и ПИД-регуля-торов приборы предприятия «Овен», у вас будет возможность контролировать и регистрировать дистанционно на ПК весь технологический процесс работы котельной и ее нагрузок. Данный алгоритм работы котельной простой, понятный и легко контролируемый, а это значит, что при монтаже, пусконаладке и дальнейшем обслуживании котельной вопросов по автоматике не будет. При проектировании общекотловой автоматики следует предусмотреть перевод всех узлов управления котельной из автоматического режима в ручной режим работы, это одно из требований СНиПов. □ РИСУНКИ: ~1~; ~3~;