Автоматизация парового котла

Классификация паровых котлов

Существует несколько признаков, согласно которым классифицируются паровые котлы:

1. Назначение. Согласно данному признаку паровые котлы делятся на промышленные - вырабатывают пар для технологических нужд, энергетические - производят пар в паровых турбинах, котлы-утилизаторы - используют для получения пара вторичные энергетические ресурсы.
2. Относительное движение теплообменивающихся сред. Согласно данному признаку паровые котлы делятся на газотрубные и водотрубные котлы. Газотрубные котлы в свою очередь делятся на прямоточные и барабанные.
3. Тип топочных устройств. Согласно данному признаку паровые котлы делятся на слоевые топки - с кипящим или плотным слоем и камерные топки - циклонные и факельные прямоточные.
4. Вид сжигаемого топлива. Согласно данному признаку паровые котлы делятся на котлы, которые работают на электрической энергии; котлы, которые работают на газообразном топливе; котлы, которые работают на жидком топливе; котлы, которые работают на твердом топливе.

Средства автоматизации паровых котлов

К средствам автоматизации паровых котлов относятся:

1. Средства измерения температуры. При выборе автоматики для парового котла необходимо учитывать максимальные значения температур, в диапазоне которых могут быть использованы различные датчики температуры и вид выходного сигнала.
2. Средства измерения давления. В большинстве случаев в качестве средства измерения давления для парового котла выбираются различные виды преобразователей с унифицированным сигналом.
3. Средства измерения расхода. В настоящее время измерение расхода, в большинстве случаев, осуществляется при помощи различных видов диафрагм.
4. Средства измерения уровня. Контроль уровня воды в барабане парового котла осуществляется при помощи преобразователей, которые преобразуют унифицированный сигнал, подаваемый на другие приборы.
5. Средства измерения яркости факела в топке котла. Для данной цели применяются различные фотоэлементы со вторичными сигнализирующим приборами. Данные средства представляют собой составную часть системы аварийной защиты всей системы котла.

Состав и виды средств автоматизированной системы управления и контроля парового котла зависит от условий его эксплуатации, параметров котельной установки и технических требований.

Особенности автоматизации парового котла

Регулирование питания парового котла и регулирование давления в барабане в основном сводится к поддержанию необходимого материального баланса между подачей воды и отводом пара. В данном случае параметр, который характеризует этот баланс - уровень воды в барабане котла. Уровень надежности работы котельной установки определяется качеством регулировки уровня. В случае увеличения давления, уменьшение уровня ниже допустимого предела, может стать причиной нарушения процесса циркуляции, что поспособствует повышению температуры стенок котла и их пережогу. Увеличение уровня может привести к аварийным последствиям, потому что возможен заброс воды в пароперегреватель, что приведет к его поломке. По этим причинам к точности поддержания уровня предъявляются повышенные требования. Так, качество регулирования питания определяется равенством подачи воды. Необходимо обеспечивать равномерное питание водой котла, потому что глубокие и частые изменения расхода питательной воды могут стать причиной возникновения температурных напряжений.

Регулирование соотношения газа и воздуха необходимо экономически и физически. Горение топлива в котле является операцией окисления горючих составляющих молекулами кислорода. В случае недостатка воздуха происходит неполное сгорание топлива. Несгоревший газ будет выбрасываться в атмосферу, что недопустимо. При избытке кислорода топочная камера будет охлаждаться, остатки воздуха будут образовывать двуокись азота, что экологически недопустимо.

Сигнализация параметров и защиты необходима, потому что машинист или оператор не могут контролировать одновременно все параметры котельной установки. Из-за этого может произойти аварийная ситуация. Например, в случае спуска воды из барабана ее уровень снижается и может быть нарушен процесс циркуляции. Надежность автоматической защиты парового котла определяется количеством, схемой включения и надежностью использующихся технических средств автоматизации и оборудования. Системы защиты парового котла делятся на:

• системы, которые работают на остановку парогенератора,
• системы, которые выполняют локальные операции,
• системы, которые работают на снижение нагрузки парогенератора.