Автоматизация котельных: понятие, особенности, преимущества

Автоматизация котельной используется для снижения нагрузки на обслуживающий персонал, избавляет его от необходимости выполнять ежедневные рутинные операции, позволяет исключить негативное влияние “человеческого фактора”, повысить общий уровень безопасности водогрейного или парового комплекса.

Автоматизация превращает котельную в полностью автономный комплекс, производительность и надежность которого не зависят от присутствия оператора на рабочем месте, функционирование всех устройств находится под контролем автоматики, датчики следят за соответствием актуальных температурных режимов заданным, подают сигналы в опасной ситуации, в критической – отправляют команду на полное отключение котельной, чтобы исключить выход системы из строя.

Автоматизация актуальна для отопительных комплексов вне зависимости от обслуживаемого объекта, которым может быть как многоквартирный жилой комплекс, где теплоноситель используется для работы системы ГВС и отопления, так и промышленная организация, нуждающаяся в горячем паре для реализации определенных производственных процессов.

Шкафы автоматики и диспетчеризации: классификация

Шкафы представлены как универсальными исполнениями, наиболее функциональными, так и специализированными, под контролем которых находятся определенные устройства. Специализированные шкафы могут использоваться как в комбинации с универсальными, если к котельной предъявляются особо жесткие требования по безопасности и надежности, так и самостоятельно. Основные их категории следующие:

1. Щит автоматической блокировки. Под его контролем находится запорная арматура, запальное устройство и другие основные модули, обеспечивающие общую функциональность котельной. ЩАБ оперативно среагирует на отклонения важнейших рабочих процессов.
2. Щит частотного регулирования. Он корректирует производительность котла, насоса для обеспечения оптимальных характеристик по давлению и температуре, обозначенных в режимной карте.
3. Щит управления и диспетчеризации. Его задача – сбор информации, ее сохранение и анализ. Щиты управления требуются в наиболее производительных, промышленных котельных комплексах.

Задачи и функции

Работа котельного оборудования находится под контролем щитов автоматики. Они следят за тем, чтобы процесс преобразования энергии топлива в тепло, необходимое для нагрева воды или пара, протекал максимально эффективно и безопасно. Щит автоматики подбирается в соответствии с набором оборудования конкретной котельной, ее производительностью, используемым топливом (мазут, дизель, уголь, сжиженный или природный газ), типом теплоносителя (вода или пар).

Основные задачи щитов автоматики выглядят следующим образом:

• Управление горелками и системами подачи топлива, контроль интенсивности горения, давления, уровней воды и пара.
• Автоматический розжиг пламени при его затухании, отключение горелки по достижении заданной производительности для экономии топлива.
• Подключение вспомогательных котлов при наличии соответствующей необходимости, резком увеличении потребностей обслуживаемого объекта в тепловой энергии.
• Экстренное отключение системы при серьезных отклонениях от нормативных показателей для исключения аварии.
• Отображение на пульте всей информации с датчиков, благодаря которой оператор имеет полное представление о работе отопительного комплекса. Фиксируется температура теплоносителя, давление, степень разрежения в топочной камере, содержание углекислоты и кислорода. Конкретный набор данных определяется установленными датчиками, комплект которых может изменяться в соответствии с типом котельной, требованиями обслуживаемого объекта.
• Сохранение информации для дальнейшего изучения, корректировки режимных карт, повышения общего уровня эффективности отопительного комплекса.

Уровни автоматизации

Уровень автоматизации необходимо определить заранее, на этапе составления проекта производства, модернизации или капитального восстановления котельной. Минимальный уровень – ручное регулирование в соответствии с показателями контрольно-измерительного оборудования, максимальный – 100% автоматическое управление. При подборе уровня необходимо руководствоваться спецификацией котельной, набором оборудования, производительностью, типом используемого топлива и другими основными характеристиками.

Основные преимущества

Внедрение систем автоматизации котельных обеспечивает следующие преимущества:

• Снижение эксплуатационных расходов. Автоматика сама выбирает оптимальный в текущей ситуации режим выработки и подачи тепловой энергии, система ГВС, подачи пара или отопления потребляет минимум топлива без вреда для производительности и эффективности. Экономия достигается также за счет сокращения зарплатной ведомости, например, промышленной организации не нужно набирать большой штат специалистов, обслуживающих котельную, ведь с возложенными на них задачами успешно справляется автоматики. Третий фактор экономии – увеличение эксплуатационного ресурса оборудования, его защита от поломки, что исключает потребность в замене, сложном дорогом ремонте. В цифровом выражении топливная экономия составляет до 20 процентов от изначального объема используемого топлива, также удается экономить до половины электрической энергии, необходимой для корректной работы насосных групп, вентиляторов, отводящих продукты горения в дымоход.
• Обеспечение максимальной безопасности. Критическое повышение температуры теплоносителя, выход из строя запального модуля или горелки, увеличение концентрации продуктов горения или газа в помещении, резкий рост давления – во всех перечисленных ситуациях автоматика пытается устранить проблему, при отсутствии положительного результата – отключает котельную для исключения серьезной аварии, подает оповещение обслуживающему персоналу.
• Облегчение контроля над отопительным комплексом. Точность управления достигается за счет показаний, передаваемых датчиками, специалистам не нужно вручную настраивать насосы, регулировать горелки, проводить регулярное профилактическое обслуживание.
• Повышение экологической безопасности как самой котельной, так и обслуживаемого ею объекта. Достигается это за счет сокращения объемов сжигаемого топлива и, соответственно, вредных выбросов. Если котельная находится в городской черте, вблизи здания общественного, жилого назначения, этот момент особенно важен.

Требования законодательства

Основной нормативно-технический документ, который должен учитываться при разработке и реализации проекта автоматизации котельных – СП 89.13330.2016. Также принимаются во внимание положения ГОСТ 34.601 и ГОСТ 19.101. В перечисленных документах обозначены все требования к модулям автоматизации, задачи, которые они должны выполнять при использовании в водогрейном, паровом комплексе, работающем на определенном топливе, обслуживающем объект жилого, коммерческого, производственного назначения.