1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Повышение прямой эффективности котлов — роль автоматизации

Повышение прямой эффективности котлов — роль автоматизации


Безопасность и эффективность всегда имеют первостепенное значение как для производителей котлов, так и для пользователей пара. Со временем произошло значительное улучшение производительности котла в отношении этих двух параметров. По мере развития технологий всегда есть возможность еще лучше работать над безопасностью и эффективностью.

В случае традиционных твердотопливных котлов с ручным управлением разрыв между косвенной и прямой эффективностью довольно высок. Как правило, типичная гарантированная эффективность составляет около 73-77%. Эффективность, которая фактически получается, лежит в диапазоне 50-55%. Этот огромный разрыв между прямой и косвенной эффективностью объясняется многими потерями, которые, безусловно, можно уменьшить с помощью автоматизации котла.

С помощью автоматизации можно предоставлять сигналы тревоги / входы оператору котла, которые помогают ему эффективно управлять котлом. Система также может быть использована менеджерами утилит для мониторинга производительности. Таким образом, комплект автоматики для котла , при правильном использовании может привести к значительной экономии для пользователей.

Как ручное управление снижает эффективность котла?

В обычных котлах с ручным управлением, работа котлов и их регулировка, такие как подача топлива, установка ID заслонки вентилятора и т. д., выполняются персоналом станции. Просто в качестве примера, в идеале, установка заслонки ID вентилятора не должна быть одинаковой для разных нагрузок котла. Невозможно вручную оптимизировать настройки демпфера вместе с нагрузкой, и, следовательно, котлы работают с одинаковой настройкой демпфера вентилятора для всех нагрузок. Это значительно снижает фактическую полученную эффективность, то есть прямую эффективность.

Другим типичным примером является ручная подача топлива, которая значительно стреляет в несгоревшие и падающие потери. Операторы часто перекармливают или просто подают котел с фронтальной стороны. Из-за этого доступного для сгорания воздуха недостаточно для полного сжигания топлива. Это внезапно увеличивает не сгоревшие потери. В то же время, когда оператор держит дверь открытой в течение периода времени, превышающего необходимый, окружающий воздух всасывается внутри печи и выходит через дымоход при более высокой температуре, что приводит к увеличению потерь в штабеле.

Из двух примеров, рассмотренных выше, совершенно ясно, что ручное управление снижает фактическую полученную эффективность котла, потому что операторы не осведомлены о параметрах реального времени и, следовательно, не могут предпринять правильные шаги соответственно. Другими словами, если операторы получают подсказки от автоматических оповещений, эти потери могут быть снижены. Здесь интеллектуальный ПЛК играет важную роль.

Роль автоматизации

С помощью датчиков и интеллектуального ПЛК операторы котлов могут получать время от времени оповещения, когда они следуют какой-либо неэффективной практике эксплуатации. Такое расположение может даже побудить операторов изменить определенные параметры при изменении условий эксплуатации котла. Мы рассмотрим различные виды предупреждений, которые могут быть предоставлены, и то, как они помогают контролировать потери.

Закрыть дверь подачи

Когда дверце подачи остается открытой из-за давления в печи, воздух при комнатной температуре засасывается. Этот воздух также нагревается и затем выходит через дымоход. Этот воздух уносит много тепла, увеличивая потери в стеке. С помощью концевого выключателя оператор может быть предупрежден, когда дверь остается открытой, и, следовательно, может значительно снизить потери в штабеле.

Отрегулируйте ID вентилятора демпфера

При изменении условий эксплуатации котла положение заслонки внутреннего вентилятора необходимо изменить. Это гарантирует, что правильное количество воздуха поступает в печь и, следовательно, поддерживает минимальные потери в штабеле. С помощью ПЛК оператору котла может быть предложено изменить настройки заслонки вентилятора.

Очистить трубы

Если трубы котла не очищены из-за загрязнения дымовых газов, на внутренней стенке труб образуется слой сажи. Это значительно снижает скорость теплопередачи. В то же время, поскольку тепло от газов не передается воде, температура батареи продолжает расти. При установке монитора температуры на выходе из стека может появиться всплывающее окно для очистки труб, когда температура в стопке поднимается выше нормального значения.

За подачу

Часто операторы котлов не получают оценку количества топлива, которое будет подано в котел. С другой стороны, много раз операторы наполняют котел топливом, достаточным на пару часов, чтобы избежать проблем с частой подачей. Это приводит к перееданию. В результате избыточной подачи происходит неполное сгорание топлива, что приводит к увеличению несгоревших потерь. С помощью передатчиков интеллектуальный ПЛК может предупредить оператора о перегрузке.

Отрегулировать топливный слой

Если топливо не распределяется равномерно по слою, будут возникать переполненные карманы, что приведет к неполному сгоранию топлива. В результате непогашенные убытки будут расти. Если такое состояние обнаружено, интеллектуальный ПЛК может выдать предупреждение и может предложить оператору настроить топливный слой.

Читать еще:  Срок работы Фонда ЖКХ продлен

Улучшить качество воды

Продувка необходима для поддержания работоспособности котла. В то же время, взрыв приводит к значительным потерям энергии. С помощью интеллектуального ПЛК можно следить за потерями при продувке. Чем лучше качество питательной воды, тем меньше потери при продувке. Когда потери при продувке возрастают, ПЛК может побудить оператора котла предпринять соответствующие действия для обеспечения качества подаваемой воды. Действуя в соответствии с этим предупреждением, можно значительно снизить потери от удара.

Повышение прямой эффективности котлов — роль автоматизации

Отопительные и отопительно-производственные котельные занимают одно из ведущих мест среди потребителей топливных ресурсов, причем их доля в общем энергетическом балансе страны составляет около 50%.

В настоящее время в городах эксплуатируются более 120 тыс. котельных, и в перспективе они будут иметь немаловажное значение. Индустриализация сельского строительства также требует значительного количества котельных малой мощности.

Техническая эксплуатация котельных «малой энергетики» связана с трудоемкими процессами. Для ее совершенствования требуется автоматизация и механизация основных технологических процессов. Важнейшей задачей автоматизации и механизации является обеспечение энергетического и материального баланса установки при оптимальном КПД, минимальных потреблении топливно-энергетических ресурсов, загрязнении окружающей среды, при экономичной и безопасной работе на любых нагрузках.

История автоматизации началась именно с регулирования паровых котлов. Ее современное состояние позволяет, увеличив экономичность котлоагрегатов, повысить безопасность, надежность и точность работы оборудования, обеспечить снижение численности обслуживающего персонала, облегчение его труда.

Наибольшая эффективность автоматической эксплуатации котельных предполагается при полной и комплексной автоматизации устройств основного и вспомогательного оборудования. Как известно, к первому относится сам котлоагрегат, дымососы и вентиляторы, ко второму – насосно-деаэраторная установка, химводоочистка, теплофикационная установка, станция перекачки конденсата, ГРС, склад мазута (угля) и топливоподача.

Уровень автоматизации котельных зависит от следующих основных технических факторов:

– назначения котла. По виду и параметрам энергоносителя котлы делятся на паровые, водогрейные, с высокотемпературным органическим теплоносителем (ВОТ). В качестве ВОТ применяются дифенильная смесь (ДФС), дитолилметан (ДТН) и дикулилметан (ДКМ) с температурой не более 310…380°С. Сюда входят стационарные и передвижные котлы, котлы-боилеры и котлы-утилизаторы;

– конструкции котла и его оборудования (барабанный, прямоточный, чугунный секционный с наддувом, микрокотел), вида тяги и т.п.;

– вида топлива (твердое, жидкое, газообразное, пылевидное, комбинированное (газомазутное)) и типа топливосжигающего устройства (ТСУ);

– вида потребителя (производственный, отопительный, индивидуальный и т.п.);

– числа котлов в котельной.

При составлении схемы автоматизации предусматривают основные подсистемы автоматического регулирования, технологической защиты, дистанционного управления, теплотехнического контроля, технологической блокировки и сигнализации.

Автоматическое регулирование обеспечивает нормальный режим работы котла (материальный и энергетический баланс) независимо от нагрузки. Дистанционно управляют вспомогательными механизмами, а также розжигом котла (иногда на расстоянии до 20 км и более). Технологические защиты предотвращают возникновение аварийных режимов котлоагрегата и вспомогательного оборудования. С помощью приборов теплотехнического контроля ведут непрерывное наблюдение за процессами, протекающими в котельной. Технологические блокировки обеспечивают заданную последовательность операций управления, исключая возможность неправильных операций, взаимодействуют с технологической защитой. Звуковая и световая сигнализация информирует обслуживающий персонал о состоянии оборудования, предупреждает о возникновении аварийной ситуации. Объем автоматизации зависит от вида котлоагрегата, схемы котельной и определяется СНиП II-35–76.

3. Автоматизация парогенераторов

автоматизация теплогенератор котельный установка

Технологический процесс получения пара в барабанном парогенераторе (паровом котле) общего назначения обеспечивается АСР питания (регулирования уровня воды в барабане), АСР горения и нагрузки (регулирования давления пара, воздуха и разрежения в. топке) и АСР перегрева пара и продувки. Каждая АСР имеет свои особенности.

Уровень воды в барабане котла относится к числу главных регулируемых величин, определяющих безопасность и надежность работы самого агрегата и связанных с ним установок. Изменение уровня происходит вследствие увеличения или уменьшения расхода пара, изменения тепловой нагрузки топки и давления пара. Уровень должен поддерживаться в пределах допустимого, выход за эти пределы (перепитка и спуск воды) приводит к забросу воды в экономайзер, пароперегреватель и другие части котла или к обнажению и пережогу экранных трубок – к выходу котла из строя.

При плавных нагрузках, почти статических режимах задачу регулирования успешно решала «автоматика по Ползунову» – поплавковый датчик изменял подачу питательной воды перемещением клапана или воздействием на питательный насос. С увеличением мощности котлов, появлением большого числа потребителей с переменными, резко изменяющимися нагрузками обнаружилась одна особенность эксплуатации барабанных котлов, заставившая изменить принцип регулирования.

При резком отборе пара, т.е. при D^>D, падает давление в барабане р >#о, на что поплавковый регулятор реагирует уменьшением притока воды GnB

Список литературы

1. Благовещенская М.М. Автоматика и автоматизация пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1991. – 239 с.

Читать еще:  Существующие особенности резиновой плитки

2. Бородин И.Ф., Судник Ю.А. Автоматизация технологических процессов. – М.:КолосС, 2003. – 344 с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

3. Загинайлов В.И., Шеповалова Л.Н. Основы автоматики. – М.: Колос, 2001.

4. Шавров А.И., Коломиец А.П. Автоматика. – М.: Колос, 2000.

Основные задачи, которые решаются при автоматизации котельных

Наше предприятие предлагает решение, которое обеспечивает эффективное управление в автоматическом режиме технологическим оборудованием котельных на базе программно-технических комплексов АСУ ТП различных компаний, которые кроме эффективной работы также гарантируют высокую надежность, что дает возможность реализовать необходимые алгоритмы, адаптированные к различным требованиям Заказчика.

На практике доказано, что почти 75% времени работы котлов во время отопительного периода их производительность находится в диапазоне от 45% до 50%. То есть, если считать в среднем в рабочий сезон, котлы используются всего лишь на 35%. Как следствие, имеем не эффективную работу оборудование во время его эксплуатации. Для увеличения срока эксплуатации оборудования котельной необходимо повсеместно внедрять возможность автоматизированного каскадного управления 2-5 котлов (при наличии), периодически включая/отключая котлы и насосные агрегаты.

На сегодняшний день почти все котлы имеют базовую автоматику с датчиками безопасности, которая дает возможность минимально управлять горелкой котла и поддерживать заданный температурный режим. В связи с высоким риском возникновения пожароопасной ситуации для котлов часто используется базальтовая огнезащита на базе базальтового волокна, которая выдерживает температуру до 450 °С. На данный момент более 80% котельных не оснащено системами автоматизации, которые позволяют исключить «человеческий фактор» и гарантируют погодозависимое управление котельными, существенно увеличивая эффективность их работы.

Основные задачи, которые решаются при автоматизации котельных:
1. автоматический пуск / останов котла (-ов) в рабочем режиме, остановка при возникновении аварийной ситуации;
2. мощность котлов регулируется автоматически согласно заданных настроек;
3. каскадное управление группой котлов;
4. в случае отказа рабочего котла включается резервный котел;
5. регулирование температуры теплоносителя;
6. подпитка рабочих и контуров теплоснабжения;
7. управление насосными агрегатами с помощью преобразователей частоты;
8. защита котлов и технологического оборудования при выходе параметров за рабочие пределы;
9. аварийная сигнализация обслуживающему персоналу и тревожные сообщения на рабочем месте оператора (АРМ оператора котельной);
10. энергосберегающие алгоритмы работы котельной.

Используя каскадное регулирование автоматизированная система управления котельной позволяет достичь оптимального соотношения производительности и теплопотребления. Каскадный метод управления предоставляет потребителям то количество тепла, которое необходимо в данный период времени, постепенно включая нужное количество котлов. Методом каскадного регулирования достигается нужный температурный режим работы котельной и существенно экономится топливо.

Погодозависимый режим управления котельной позволяет автоматизированной системе без участия оператора в автоматически выбирать наиболее оптимальный режим работы. Автоматизированная система управления согласно температуре внешней среды (выносной датчик температуры на улице) и заданным рабочим алгоритмам автоматически корректирует работу 4-х ходового клапана. В этом случае потребители имеют нужную температуру теплоносителя, которая контролируется на подающей линии. Система управления, в состав которой входит смесительный клапан, обеспечивает экономию топлива и продлевает срок эксплуатации котлов.

Основные задачи, которые решаются при автоматизации котельных

из категории » Автоматизация котельной » в сервисах:

Просто нажмите на кнопку нужного Вам сервиса и данная статья будет сохранена.

Технологии и оборудование
для промышленных котельных

Несколько способов повышения эффективности котла

Одним из самых простых способов снижения эксплуатационных расходов для бизнеса является использование энергоэффективного оборудования.
Что бы снизить расходы необходимо внимательно изучить котельного оборудование и насколько эффективно оно работает.

Прежде чем перейти к советам по эффективности, мы должны понять, что такое эффективность котла.
Большая часть тепла котла теряется с дымовыми газами или котельной водой. Цель заключается в создании условий, при которых образуется минимально возможное количество дымовых газов при самой низкой температуре. Это приводит к повышению эффективности котла.

При работе горелки потребляется холодный воздух для сжигания топлива. Более низкая температура дымовых газов является идеальной. Чем выше температура, тем больше энергии будет уноситься дымовыми газами.
С другой стороны, в систему котла подается холодная вода, далее она нагревается и превращается в пар, при этом расходуется энергия при сжигании топлива.

1. ПОНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
Понижение температуры в дымовой трубе может быть достигнуто простыми способами. например приведением в соответствие режимов потребления нагрузки день/ночь, за счет чего понижается давление на паровых котлах или рабочая температура на водогрейных котлах при работе на холостом ходу ночью или в умеренные весенние и осенние дни.

2. УСТАНОВКА ЭКОНОМАЙЗЕРА
Экономайзер использует тепловую энергию горячих дымовых газов для нагрева питательной воды котла. Если на вашем котле нет экономайзера или экономайзер отключен, то это должно быть одним из первых мероприятий для повышения эффективности. Экономайзеры экономят топливо и снижают потенциально негативный эффект от подачи холодной воды в горячий котел.

3. РЕГУЛЯРНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ГОРЕЛКИ
Одной из распространенных проблем в котельных — недостаточное количество воздуха, подаваемого в горелку для сжигания топлива. Для правильного сгорания топлива внутри котла требуется определенное количество воздуха.
Если мало воздуха, углерод в топливе будет не полностью окисляться, образуя при этом окись углерода. Это приводит к уменьшению выделяемого тепла при сгорании топлива. Недостаток кислорода приводит к образованию сажи, дыма и угарного газа, который опасен. Переизбыток воздуха приводит к захолаживанию топки.

Читать еще:  Как положить ламинат

4. УСТАНОВКА ЧАСТОТНЫХ ПРИВОДОВ НА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Если ваша горелка, насосное оборудование не оборудовано частотным приводом обратите на это внимание. Если ваша система оснащена вентилятором или циркуляционным насосом, управляемая клапаном, то ваша система может тратить много электроэнергии при работе с частичными нагрузками. ЧРП позволяет управлять потоком с помощью изменения частоты оборотов, что приводит к повышению энрегоэффективности системы.

5. ИЗОЛЯЦИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРЯЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
На многих предприятиях регулирующие, запорные клапана и т.д. для технического обслуживания не имеют изоляцию, или не возвращается обратно, потому что это создает трудности. Однако такие открытые горячие поверхности могут приводить к значительным потерям тепла. Применение легко съемных изолирующих элементов может значительно сэкономить, а также повысить комфорт в котельной , снизить риск ожогов, при этом обеспечивается легкий доступ для обслуживания.

6. ЧИСТАЯ ТОПКА КОТЛА
Со временем сажа может накапливаться на стороне огня на поверхностях нагрева котла, особенно при использовании старого оборудования. Сажа действует как изолятор, снижая скорость теплопередачи и увеличивая расход топлива. Из-за более низкой скорости теплопередачи горячие газы проходят без эффективной передачи тепла воде. Периодический осмотр и очистка поверхностей нагрева обеспечит минимальное количество сажи и повысит общую эффективность котла.

7. ПОДОГРЕВ ВОЗДУХА ДЛЯ ГОРЕНИЯ
Если воздух, подаваемый в горелку нагревать, то для производства того же количества пара в котле потребуется меньше топлива. Небольшое повышение температуры воздуха на 40*С может сэкономить 1% от стоимости топлива.

8. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЧИСТОТЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ СО СТОРОНЫ ВОДЫ
Использование воды в котле требует тщательной очистки воды. Необходимо регулярно осматривать поверхности котла со стороны воды, и в случае загрязнения проводить удаления отложений. В случае нарушения ВХР образующиеся отложения препятствуют передачи тепла, снижая эффективность котла. Увеличение отложений может привести к перегреву элементов котла с последующими затратами на ремонт.

9. ВОЗВРАТ КОНДЕНСАТА В ТРАКТ КОТЛА
Конденсат образуется, когда пар передает свое тепло и конденсируется. Конденсат — это чистая вода без растворенных твердых частиц или газов, практически готовая для использования в котле. Конденсат имеет высокую температуру и поэтому потребуется значительно меньше топлива, что бы снова превратить в пар. Повторное использование конденсата , уменьшает количество холодной подпиточной воды, химикатов и реагентов, необходимых для котла. Кроме того мероприятия по возврату конденсату может снизить расходы на очистку сточных вод в канализацию.

10. УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛА ОТ ПРОДУВКИ КОТЛА
Рекуперация тепла от продувки котла повышает эффективность котла. Система продувки используется для удаления котловой воды, которая содержит растворимые и нерастворимые твердые вещества. Это помогает снизить уровень растворенных твердых частиц. К сожалению, когда удаляется горячая вода, энергия тратится впустую. Установка продувочного теплообменника, испарительного резервуара или их комбинации может помочь восстановить часть энергии.

11. КОНТРОЛЬ СКОРОСТИ ПРОДУВКИ
Продувка удаляет растворенные вещества, поддерживая требуемый солевой баланс. Однако с продувкой удаляется тепловая энергия. Вода поступает в систему холодной, нагревается до температуры котла и удаляется при продувке горячей. Часто котельные системы оснащены непрерывной нагрузкой, которая не изменяется с нагрузкой котла. Что бы контролировать тепло, отводимое в канализацию, продувка должна быть ограничена только количеством, необходимым для контроля растворенных твердых веществ. Продувая только тогда, когда это необходимо, можно сэкономить много энергии, не рискуя нанести ущерб котлу.

12. УМЕНЬШЕНИЕ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА
Несмотря на необходимость, количество избыточного воздуха может привести к совершенно различной эффективности котла. Недостаток избыточного воздуха, и в котле будет образовываться сажа и окись углерода. Большой избыток воздуха приводить к снижению эффективности.
Существуют автоматические системы управления сгоранием, которые могут интеллектуально контролировать необходимое количество воздуха для сгорания.

13. УМЕНЬШЕНИЕ УНОСА ВОДЫ
Унос воды — это вода , которая уноситься в виде капель из котла вместе с паром. Она содержит растворенные твердые частицы. По пути движения пара эти примеси осаждаются на оборудовании и паропроводах паровой системы, вызывая повреждения и повышенное техническое обслуживание. Унос воды может быть вызван несколькими причинами: резкое увеличение мощности, высокое содержание TDS или некачественное оборудование для сепарации влаги.

14. ИНСПЕКЦИЯ ПАРОВЫХ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКОВ
Поломка конденсатоотводчика в открытом положении или в положении «пропуска», в котором пар непрерывно проходит через конденсатоотводчик, приводя к значительному финансовому ущербу.

15. СОКРАЩЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ПАРА
Лучший способ сэкономить топливо и электроэнергию — это уменьшить потребление пара в технологических процессах. По мере старения оборудования, потребляющего пар, увеличивается количество утечек пара.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector