Автоматизация котельных

Дата: 19.02.2015 г. Автор: admin1
Печать E-mail
(0 Голосов)

Автоматизация котельных

Раздел «Автоматизация» котельной, который также может называться разделом «КИПиА», разрабатывается соответствующими специалистами на основании Технического задания заказчика в сотрудничестве с проектировщиками разделов «Тепломеханическая часть» (ТМ), «Водоснабжение и канализация» (ВК), «Отопление и вентиляция» (ОВ), «Газоснабжение внутреннее» (ГСВ), «Топливоснабжение» (ТС) и т.п.

Больше всего раздел «Автоматизация» связан с разделом «Электроснабжение внутреннее». Зачастую разделы «КИПиА» и «Электроснабжение» разрабатываются одним и тем же проектировщиком, что иногда способствует более эффективной работе над проектом.

 

С 1 января 2014 года введен в действие "ГОСТ Р 21.1101-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации", который устанавливает основные требования к проектной и рабочей документации для строительства объектов различного назначения.

Он содержит основные требования к оформлению чертежей проекта, спецификаций, пояснительной записки, особенности внесения изменений в проектную документацию и т.п.

 

ГОСТ Р 21.1101-2013 СПДС можно скачать у нас с сайта.

Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов до недавнего времени определял "ГОСТ 21.408-93. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов", который с 1 ноября 2014 года был заменен на "ГОСТ 21.408-2013. Межгосударственный стандарт. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов".

Данный ГОСТ устанавливает состав и правила оформления рабочей документации систем автоматизации технологических процессов и инженерных систем зданий и сооружений  проектируемых объектов строительства различного назначения.

ГОСТ Р 21.408-2013 СПДС можно скачать у нас с сайта. 

 

Приложение А (рекомендуемое) ГОСТ Р 21.408-2013 СПДС, Таблица А.1 содержит марки основных комплектов рабочих чертежей систем автоматизации технологических процессов, например: АТХ – «Автоматизация технологических процессов», АОВ – «Автоматизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования», АВК – «Автоматизация систем водоснабжения и канализации», АГСВ – «Автоматизация систем газоснабжения (внутренние устройства)» и т.п. Для объектов с небольшим объемом монтажных работ по автоматизации допускается объединять рабочие чертежи автоматизации различных технологических процессов и инженерных систем в один основной комплект. При этом объединенному основному комплекту присваивается марка АК – «Автоматизация комплексная».

В общем случае в состав основного комплекта рабочих чертежей систем автоматизации включают:
  • общие данные по рабочим чертежам;
  • схемы автоматизации;
  • принципиальные электрические схемы;
  • схемы (таблицы) соединений и подключения внешних проводок;
  • чертежи расположения оборудования и внешних проводок;
  • чертежи установок средств автоматизации.
Подробно состав основного комплекта, правила оформления схем и чертежей указаны в ГОСТ Р 21.408-2013 СПДС. 
 
Основным нормативным документом при проектировании котельной является "СНиП II-35-76. Котельные установки", который на момент написания статьи (12.03.2015) имеет статус «действующий». Однако, уже 1 января 2013 года введена в действие актуализированная редакция данного документа "СП 89.13330.2012. Свод правил. Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76".

СП 89.13330.2012 можно скачать у нас с сайта.

 

Кроме того, при создании проекта автоматизации котельной необходимо руководствоваться требованиями "Правил устройства электроустановок (ПУЭ)" (6-ое, 7-ое издание).

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) также можно скачать у нас с сайта. 

При создании проекта автоматизации котельной согласно СП 89.13330.2012 должны решаться следующие вопросы:

  • защита оборудования (автоматика безопасности);
  • сигнализация работы оборудования и параметров измеряемых сред;
  • автоматическое регулирование;
  • контроль технологических параметров и состояния оборудования.
Основные требования по данным вопросам указаны в Главе 15 «Автоматизация» СП 89.13330.2012. 

 

Одним из требований при проектировании современных котельных является отсутствие обслуживающего персонала. При этом все большую роль начинает играть установленная система диспетчеризации котельной. Одним из основных видов диспетчеризации был, а часто и остается, пульт диспетчера, который может представлять собой электрический шкаф (или пульт) с установленными на нем светосигнальными индикаторами красного цвета, сигнализирующими о неисправности оборудования котельной или отклонении технологических параметров от нормы. Срабатывание световых индикаторов сопровождается звуковой сигнализацией. Подобный пульт связан со шкафами автоматики котельной посредством кабельной линии.

Пульт диспетчера с применением персонального компьютера (ПК) позволяет получать не только аварийные сигналы  о работе котельной, но и наблюдать на мнемосхемах на экране ПК величины основных технологических параметров, состояние работающего/резервного оборудования. Основные технологические параметры могут заноситься в архив. Связь с оборудованием котельной может осуществляться по сети, например, RS-485 или Ethernet.

Современные устройства и средства связи позволяют организовывать очень разнообразные системы диспетчеризации. Например, возможна выдача SMS -сообщений об основных неисправностях котельной посредством GSM-модема.

Необходимый минимальный перечень сигналов, передаваемых на пульт диспетчера, указан в Главе 15 «Автоматизация» СП 89.13330.2012 – часть «Сигнализация» и зависит от применяемого в котельной оборудования. Дополнительно к указанным в перечне сигналам рекомендуется передавать сигнал «Протечка» для крышной котельной. Для чего необходимо устанавливать в котельной напольные датчики протечки воды.

 

Автоматизированная котельная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак, условно работу над проектом автоматизации котельной можно разделить на несколько этапов.

 

 1 этап. Разработка функциональной схемы автоматизации.  Основным регламентирующим документом при разработке схемы автоматизации котельной является СП 89.13330.2012 «Свод правил. Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76». Глава 15 «Автоматизация» содержит следующую необходимую информацию:

1. Состав щитов управления: местные (МЩУ), центральные (ЦЩУ). Требования к помещениям ЦЩУ.

2. Защита оборудования. Перечисляются требования к автоматике безопасности для различных видов котлов, установок и систем. При работе над этим пунктом и пунктами ниже желательно предварительно выписать все основное оборудование, заложенное в ваш проект разработчиками смежных разделов (ТМ и ВК) и выбирать из Главы 15 информацию, касающуюся устанавливаемого в вашем проекте оборудования.  

 

3. Сигнализация. Приводится список аварийных состояний оборудования, при которых необходимо включать свето-звуковую сигнализацию. Опять же для конкретного проекта список аварийных состояний свой, зависит от применяемого в ТМ и ВК оборудования.В этом пункте необходимо отметить, что если необходима свето-звуковая сигнализация аварийного состояния оборудования или параметра, то для контроля этого параметра необходим передающий датчик, имеющий дискретный или аналоговый выход, т.е. способный передать свое состояние дальше – например, на контрольный прибор или контроллер.

 

4. Автоматическое регулирование. Обычно современные горелки имеют свою систему управления и автоматику безопасности, которая соответствует требованиям СП 89.13330.2012. Для остального перечисленного оборудования необходимые регуляторы требуется предусмотреть.

Следует отметить, что указано также на необходимость регулирования параметров, не перечисленных в данном разделе, если на то есть требование заводов-изготовителей технологического оборудования.

 

5. Контроль. Приводится список показывающих приборов КИП. Обычно это стрелочные приборы, но в случае необходимости, например, согласно Техническому заданию на разработку системы автоматизации котельной, - передающие датчики для визуального отображения параметров на мониторе АСУ ТП.

 

Также в разделе «КИПиА» котельной необходимо учесть информацию из раздела 16 «Электроснабжение. Связь и сигнализация», а именно наличие или отсутствие частотно регулируемого привода (ЧРП) или устройств плавного пуска (УПП).

Необходимо в системе автоматизации учесть аварийные сигналы, выдаваемые данными устройствами, а также при необходимости – управляющие аналоговые сигналы для задания частоты ЧРП.

Кроме того, именно в этом разделе приведен список сигналов (световых и звуковых), которые должны быть вынесены на диспетчерский пункт (для котельных без постоянного присутствия обслуживающего персонала):

1. сигнал неисправности оборудования (горелок, котлов, насосов…);

2. сигнал срабатывания главного быстродействующего запорного клапана топливоснабжения котельной;

3. для котельных, работающих на газообразном топливе, сигнал достижения 10% нижнего предела взрываемости природного газа;

4. сигнал загазованности помещения угарным газом – концентрация 20мг/м3 угарного газа;

 5. сигнал несанкционированного доступа (проникновения) в помещение котельной.

 

В данном списке отсутствует важный сигнал, который, несмотря на это, упоминается в другом нормативном документе, имеющем непосредственное отношение к котельным – «Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок» п.5.3.32. Это сигнал «Пожар».

 

Также на 1 этапе необходимо решить, как будет осуществляться общее управление котельной: горелками, котлами, общекотельным оборудованием.

 

Возможны различные варианты управления котельной, но из них можно выделить несколько основных:

1. Применение для индикации, управления и сигнализации щитовых приборов: температурных контроллеров, регуляторов, работающих по определенному алгоритму, заложенному производителем. Данные приборы имеют возможность настройки ряда параметров в пределах своего алгоритма, например, возможность подключения разнообразных датчиков, настройки параметров встроенных регуляторов, выходных  реле, применяемых, например, для сигнализации или блокировки.

2. Применение свободно программируемого контроллера (или компьютера), в который в виде управляющей программы заложен алгоритм управления котельной. Для индикации необходимых параметров можно применить панель оператора.

3. Ряд производителей котлового оборудования для решения задач автоматизации предусмотрели оборудование собственного производства, например, пульты управления котлом, объединенные в сеть с общекотловым центральным пультом. Некоторые пульты имеют возможность наращивания функционала под определенные задачи с помощью модулей расширения.

 

Ниже прикладываю пример функциональной схемы автоматизации (ФСА) раздела АК. Данная схема выполнена с применением свободно-программируемого контроллера. Котлы и горелки имеют штатные пульты управления, поставляемые с ними в комплекте. Автоматика горелок полностью смонтирована, приборы КИП котлов (стрелочные показывающие приборы и датчики) необходимо было установить, их в комплекте не было.

Надо отметить, что обвязка котлов приборами КИП может быть значительно более простой. В данном случае были выполнены требования завода-изготовителя котлов. Более-менее типовыми на данной схеме автоматизации являются: обвязка насосов, теплообменников, установка приборов КИП на коллекторах прямой и обратной воды.

Автоматизация внутреннего газоснабжения (АГСВ) вынесена в отдельный раздел проекта.

 

Посмотреть пример функциональной схемы автоматизации котельной раздела АК.

 

 

 2 этап. Определение «элементной базы» для реализации схемы автоматизации: приборов КИП, в т.ч. показывающих приборов, а также другого оборудования для индикации, управления и сигнализации. 

 

Показывающие стрелочные приборы выбираются, исходя из нескольких основных критериев:

1. Диапазон изменения параметра (давления, разрежения, температуры ..).

При этом максимальное рабочее давление, измеряемое прибором должно быть в пределах 2/3 максимума шкалы при постоянной нагрузке, 1/2 максимума шкалы – при переменной.

Данное требование содержится в п.2.9.13 «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок».

«Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок» можно скачать у нас сайта.

Данный документ хоть и содержит слово «эксплуатация», однако распространяется не только на эксплуатацию, но и на проектные, строительные, монтажные и ремонтно-наладочные работы тепловых энергоустановок.

 

2. Размер корпуса прибора

 

Номинальный диаметр манометров выбирают, руководствуясь следующими нормативными документами:

 

1) «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»;

Этот документ распространяется на оборудование, работающее под избыточным давлением более 0,07 МПа пара, воды при температуре более 115 град. Цельсия (если применительно к котельной).

2) «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кГссм2), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 388 К (115 град. Цельсия)».

 

Вот ссылки на их скачивание:

Скачать «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

Скачать «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кГссм2), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 388 К (115 град. Цельсия)».

 

Например, для водогрейных и паровых котлов с температурой воды до 115 град. Цельсия будет справедливо:

п. 5.4.5. Диаметр корпусов манометров, устанавливаемых от уровня площадки наблюдения за манометром на высоте до 2 м, должен быть не менее 100 мм, на высоте 2-5 м - не менее 160 мм и на высоте 5 м - не менее 250 мм.

 

 

3. Материал исполнения корпуса прибора

 

Корпус манометров в стандартном исполнении выполнен из стали, механизм — из латунного сплава. В коррозионно-стойком исполнении механизм выполнен из нержавеющей стали, а корпус может быть из обычной стали или из нержавеющей. Следует также отметить, что для коррозионно-стойких манометров характерна более высокая температура измеряемой среды – до +200 гр.С против +150 гр.С для стандартного исполнения, а также более высокая степень защиты – IP65 против IP40 для стандартного исполнения.

На сайтах производителей коррозионно-стойкие манометры рекомендуются к применению для агрессивных жидких или газовых сред.

Для целей автоматизации котельной их можно устанавливать, например, на паровые котлы с соответствующими температурами.

Термометры имеют обычно коррозионно-стойкое исполнение.

 

Ну и выбрать производителя данных приборов.

 

Назову российских производителей стрелочных показывающих приборов КИП: ЗАО «Росма», НПО «ЮМАС». А также ряд других.

 

Скачать каталог продукции Росма 2015.

 

Скачать каталог продукции ЮМАС 2015.

 

Продолжение следует …

 

Если вас интересует разработка проекта автоматизации котельной (раздел КИПиА), то вы можете обратиться к нам. Наш электронный адрес и телефон есть в разделе «Контакты». Возможны различные формы сотрудничества, в том числе субподряд или «фриланс».

 

Если вы сами занимаетесь проектированием и вас интересует грамотный подход к созданию проекта автоматизации котельной, то можем вам порекомендовать не потерявший актуальность учебник, который широко и крайне подробно освещает весь процесс проектирования раздела КИП, содержит авторские комментарии к нормативным документам. При этом, конечно, необходимо учесть актуальные на данный момент нормативные документы.

Справочное пособие «Проектирование систем автоматизации технологических процессов» под редакцией Клюева А.С. можно скачать у нас сайта.

Удачи!

 

 

 
Просмотров 196


Ваше мнение

Что вы знаете об электротехнике?

Установка для розлива водной краски (ВДАК) и укупорки
Яндекс - найдется все