![]() |
HАЗHАЧЕHИЕ
Система «Факел-2010» предназначена для непрерывного контроля и регистрации основных параметров технологического процесса сжигания топлива; оптимального автоматического регулирования работы котельных агрегатов и печей с целью экономии топлива и снижения выбросов в атмосферу вредных веществ. Целесообразно использовать данную систему при реконструкции существующих и проектировании новых котлов и печей средней и большой мощности.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Теплоэнергетика, металлургия, нефтехимия, производство строительных материалов, коммунально-бытовой сектор и другие отрасли, в которых используются топливосжигающие агрегаты, работающие на различных видах топлива
- реализация энергосберегающих режимов работы котлоагрегатов;
- экономия топлива новой системой до 6-12% в среднегодовом исчислении;
- снижение выбросов оксидов азота в атмосферу на 30-40%;
- снижение потребления электроэнергии вентиляторами и дымососами на 25-50%;
- повышение надежности работы теплотехнического и механического оборудования за счет диагностики и контроля работы воздушно-газовых трактов, датчиков, исполнительных механизмов и др.;
- полная окупаемость затрат на реконструкцию за 6-18 месяцев;
- конкурентная способность по цене в сравнении с зарубежными образцами в 4-5раз;
- возможность поставки и внедрения системы автоматики «под ключ»;
- возможность диспетчеризации и передачи информации в любые информационные сети предприятия;
- протоколирование работы котлоагрегата, дружественный интерфейс оператора, возможность просмотра и печати текущего отчета, отчета за смену и передачи информации в любые информационные сети предприятия.
ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ «ФАКЕЛ–2010»
Для производства пара и горячей воды в настоящее время широкое распространение имеют отечественные котлоагрегаты, разработанные и построенные более десяти лет назад. Они, как правило, удовлетворяют технологические потребности в теплоносителях, но их автоматика безнадежно морально и физически устарела. При этом она или плохо работает, или вообще разукомплектована. Отсутствуют приборы контроля состава дымовых газов. Эксплуатация котлов с такими системами управления становится небезопасной, а их работа очень расточительной. Требования к охране окружающей среды при этом вообще не выполняются. Для эффективного и качественного сжигания топлива в котельных агрегатах должно быть точно сбалансировано соотношение «топливо–воздух». Недостаток воздуха при горении вызывает неполное сгорание и, как следствие, перерасход топлива. Избыток воздуха также приводит к перерасходу топлива на нагрев лишнего воздуха в составе отходящих газов. В обоих случаях сжигание топлива сопровождается повышенным выбросом в атмосферу высокотоксичных газов.
На (Рис. 1) приведена зависимость содержания основных компонентов продуктов сгорания (О2, СО2, СО, NOX) и КПД (h) котлоагрегата от коэффициента избытка воздуха (a). Уменьшение коэффициента избытка воздуха снижает потери теплоты с уходящими газами и является эффективным методом подавления оксидов азота. Это достигается только регулированием, при этом не удорожается технологическое оборудование и не меняется конструкция горелочных устройств. Появление химического недожога определяет границу допустимого воздействия на уменьшение воздуха. Эта граница является гибкой и зависит: от характеристик горелочных устройств; от нагрузки котла; состава топлива (теплоты его сгорания); климатических условий; температуры топлива и воздуха; технического состояния оборудования и др. Область экономически выгодного (оптимального) режима сжигания топлива,обеспечиваемого автоматическим регулированием, выделена штриховкой.
Для реализации этих принципов требуется оснастить существующие и вновь проектируемые котлоагрегаты надежными анализаторами дымовых газов, быстродействующими микропроцессорными регуляторами, интеллектуальными регистрирующими приборами и, для создания АСУ ТП, соединить их с персональным управляющим компьютером интерфейсом для обмена информацией. На (Рис. 2) приведена предлагаемая схема системы автоматического управления подачей воздуха для типового парового котлоагрегата средней мощности с использованием анализатора КАКГ для оптимизации горения.
Данная система имеет два контура регулирования: топлива и воздуха, с соответствующими регуляторами, датчиками и исполнительными механизмами, воздействующими на заслонки. Контур регулирования топлива является – «ведущим», а контур регулирования воздуха – «ведомым». Регулятор топлива (РТ), который в данном случае является регулятором мощности, через исполнительный механизм обеспечивает поддержание постоянства выходного технологического параметра, для парового котла давление пара (Рп). Регулятор воздуха (РВ) получает два входных сигнала: задающий - от датчика давления топлива (ДТ) через функциональный преобразователь (ФП), согласующий характеристики заслонок, и сигнал обратной связи - от датчика давления воздуха (ДВ), который проходит через корректор-анализатор КАКГ, осуществляющий коррекцию экономичности и качества сжигания топлива по О2 и СО в
дымовых газах.
Таким образом, регулятор воздуха выполняет функцию регулятора соотношения «топливо-воздух» и обеспечивает регулирование воздуха тремя подчиненными контурами: РВ; О2; СО, из которых каждый внутренний контур имеет большее быстродействие по сравнению с наружным. Так, при переходном процессе регулирования воздуха, в начале быстро и «грубо» устанавливается расход (давление) воздуха; далее начинается его коррекция по содержанию кислорода в дымовых газах и, в самом конце, выполняется коррекция по содержанию СО.
В качестве индекса нагрузки для КАКГ может быть использован сигнал от одного из датчиков расхода: пара, тепла, топлива.
Для получения дополнительной экономии электроэнергии и для улучшения точности регулирования производительности, рекомендуется установить преобразователь частоты (ЧРП) к электродвигателю вентилятора. В этом случае, выходной сигнал регулятора воздуха (РВ) воздействует через ЧРП на электродвигатель вентилятора, изменяя его производительность. Заслонка перед вентилятором должна быть полностью открыта.
Рис. 3
Автоматическое управление котлом представляет: автоматический пуск и останов котла, непрерывный контроль технологических параметров, защиту от аварийных режимов и регулирование подачи топлива, воздуха, разрежения в топке и (для паровых котлов) уровня в барабане. Все это осуществляет микропроцессорный контроллер АГАВА-6432.20, установленный в шкафу управления. На (Рис. 3), для примера, приведена функциональная схема котлоагрегата типа ДКВР с двумя горелками.
![]() |
![]() |
Контроль дымовых газов осуществляется двумя комбинированными анализаторами, устанавливаемыми непосредственно в дымоход за котлом – КАКГ (Рис. 4), за экономайзером – ИАКГ (Рис.5). Оба анализатора измеряют: содержание кислорода, оксида углерода, температуру и давление. Причем анализатор КАКГ формирует корректирующий сигнал, обеспечивающий оптимальное соотношение «топливо-воздух», который заводятся в контроллер и воздействует на регулятор воздуха. Анализатор ИАКГ рассчитывает параметры, характеризующие экономичность и качество сжигания топлива, а также эффективность работы всего котлоагрегата.
Частотные преобразователи (Рис. 6) регулируют скорость вращения вентилятора и дымососа, обеспечивая их плавный пуск и точную установку необходимого расходов воздуха и давления-разрежения дымовых газов.
Данный способ регулирования производительности турбомашин экономичен, по сравнению с регулированием заслонкой, особенно при значительной недогрузке электродвигателей.
Данные о работе котла передаются по интерфейсу RS-485 на компьютер АСУ-ТП верхнего уровня, где осуществляется:
- сбор и регистрация первичной информации о ходе технологического процесса;
- предоставление информации в виде мнемосхем технологического процесса;
- ведение истории технологического процесса;
- просмотр и анализ хода технологического процесса;
- сигнализация и регистрация событий и нарушений
- в ходе технологического процесса;
- регистрация всех действий операторов;
- настройка прав пользователей, уровни доступа.
КОМПЛЕКТНОСТЬ
Основу предлагаемого комплекта системы составляют:
- шкаф управления котлоагрегата КС-6432-4 с современными приборами,
- корректор-анализатор качества горения КАКГ;
- интеллектуальный анализатор качества горения ИАКГ;
- частотные преобразователи ERMAN;
- персональный компьютер с программным обеспечением и принтер.
Дополнительно, при необходимости, поставляются датчики технологических параметров и исполнительные механизмы.
Комплект поставки необходимого оборудования зависит от укомплектованности штатной системы автоматики и определяется условиями договора.
УСЛОВИЯ ПОСТАВКИ И ГАРАНТИИ РАЗРАБОТЧИКА
Поставка, монтаж и пуско-наладочные работы осуществляются НПФ «УРАН-СПб» по прямым договорам.
В комплект поставки входят:
- оборудование с техническими паспортами;
- техническое описание и инструкция по эксплуатации системы;
Работы выполняются Исполнителем «под ключ». При этом на договорной основе предлагаются любые сопутствующие работы по проектной привязке поставляемого оборудования, монтажу, наладке, сервисному обслуживанию и ремонту.
Экономический эффект от технического перевооружения газооборудования