Автоматика безопасности котельной установки. Принцип работы типовой схемы.
Для автоматизации котлов ДКВР, ДЕ, которые работают на топливе газ/мазут и котлов ТВГ, КВ-Г работающих на природном газе, используют комплекты автоматического регулирования на базе системы Контур”, автоматики безопасности и управления в щите типа Щ-К2 (Щ-К2У).
Система «Контур» освоена Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА) в 1978 г. до этого времени МЗТА выпускал электронно-гидравлическую систему «Кристалл». 
Рис. 28. Лицевая панель приборов системы «Контур».
Автоматика регулирования «Контур» (см.рис.29) предназначена для регулирования параметров технологического процесса котлоагрегатов.
Каждый автоматический регулятор имеет:
1. Датчик (первичный прибор).
2. Регулирующий прибор (усилитель).
З. Исполнительный механизм.
4. Регулирующий орган.
Д — датчик, реагирует на смену измеренного параметра и превращает изменение параметра в электрический сигнал. Датчик состоит из измерительного и электрического преобразователей.
Измерительным преобразователем может быть эластичная мембрана, манометрическая трубка и др.
Электрический преобразователь представляет собой дифференциально-трансформаторную катушку и стальной сердечник.
I- первичная обмотка дифференциально-трансформаторной катушки
II- вторичная обмотка дифференциально-трансформаторной катушки
III- стальной сердечник
IV- эластичная мембрана измерительного преобразователя.
Рис. 29. Схема системы автоматического регулирования «Контур» на паровых котлах типа ДВКР.
Датчик получает питание »Uвх = 12 (24)В от своего регулирующего прибора Р.25. Uвых изменяет свое значение в зависимости от положения стального сердечника III.
Р.25 — регулирующий прибор с задатчиком. Он осуществляет питание своего датчика, от которого поступает электрический сигнал Uвых, который сравнивается с заданным и при неравенстве этих сигналов на выходе Р.25 возникает усиленный электрический сигнал, который включает в работу исполнительный механизм.
ИМ — исполнительный механизм — бывает гидравлическим типа ГИМ и электрическим типа МЭО (механизм электрический одновращательный).
Он перемещает регулирующий орган.
РО — регулирующий орган. В зависимости от параметров, которые регулируются, им может быть: регулирующая заслонка (РЗ), направляющий аппарат дутьевого вентилятора (НАДВ), направляющий аппарат дымососа (НАД), регулирующий клапан (РК).
На паровых котлах устанавливаются регуляторы:
1- Регулятор давления пара в барабане котла.
2- Регулятор соотношения «газ-воздух».
3- Регулятор разрежения в топке.
4- Регулятор уровня воды в барабане котла.
Автоматика защиты котла предназначена для отключения подачи топлива к горелкам котла при отклонении параметров безопасности за допустимые границы.
По параметрам разрежения в топке и уровне воды в барабане отключения подачи топлива происходит с выдержкой по времени 15-20 сек. Этим исключается влияние кратковременных изменений разрежения и уровня, которые не могут вызвать аварию котла.
Когда система защиты находится во включенном состоянии, кон такты датчиков, контролирующие включенные в схему параметры, за крыты. Соответствующие им промежуточные реле и электромагнит, управляющий клапаном-отсекателем, находятся под напряжением. Клапан-отсекатель на топливе открыт. В таком состоянии система защиты находится до тех пор, пока включенные в нее параметры находятся в границах нормы.
В случае отклонения одного из параметров за допустимые границы размыкается контакт соответствующего датчика, пропадает ток на промежуточном реле и электромагните, управляющем клапаном-отсекателем топлива. Отключение подачи топлива сопровождается загоранием табло причины отключения и «Котел отключен», затем включается звуковая сигнализация.
К органам контроля защиты относятся шесть световых табло типа ТСВ (двухламповых), установленных в верхней части лицевой панели щита автоматики Щ-К2 (Щ-К2У). Во включенном состоянии табло не горит, а при срабатывании защиты загораются лампы только одного табло, что указывает на причину срабатывания, а также лампы табло «Котел отключен».
Открытие клапана-отсекателя осуществляется рычагами клапана, установленного на газопроводе перед котлом.
К органам управления защитой на щите Щ-К2 (Щ-К2У) относятся переключатель котла, переключатель топлива, переключатель фотодатчиков.
Ручка переключателя котла имеет четыре фиксированных положения:
1) вертикальное — защита выключена;
2) 90° от вертикали по часовой стрелке — предварительное включение (розжиг запальников);
3) 135° по часовой стрелке - защита полностью включена (поставлена в дежурное состояние);
4) 45° от вертикали против часовой стрелки — защита предварительно отключена.
Ручкё переключателя топлива имеет два фиксированных положения:
а) вертикальное — котел работает на мазуте;
б) горизонтальное (90° против часовой стрелки) — котел работает на газе.
Ручка переключателя фотодатчиков имеет два фиксированных положения:
а) вертикальное — контролируется факел левой горелки;
б) 45° от вертикали против часовой стрелки — контролируется факел правой горелки.
К технологической защите относятся:
- автоматика безопасности котла;
- технологическая сигнализация;
- автомат контроля пламени АКП.
Датчики автоматики безопасности:
1. Давление газа — датчик типа ДН или ДД.
2. Давление воздуха — датчик типа ДН.
3. Разрежение в топке — датчик типа ДНТ.
4. Наличие пламени — электронный блок контроля пламени с фотоэлементом или контрольным электродом.
5. Давление пара — ЭКМ (электр. манометр).
6. Уровень воды в барабане может контролироваться:
а) при помощи электродов, размещенных в равномерной колонке, которая связана с барабаном котла;
б) при помощи уровнемерной колонки и дифманометра-уровнемера с задатчиками.
Действие автоматики безопасности должна приводить к отключению подачи топлива к горелкам при отключении контролируемых параметров за пределы допустимых значений. Учитывая, что аварийные режимы возникают чаще всего из-за неправильных действий обслуживающего персонала при пуске котла, в схему автоматики безопасности в качестве составной части включается дистанционный и автоматический розжиг, в процессе которого должны быть обеспечены:
1. контроль за правильным выполнением предпусковых операций
2. включение тяго-дутьевых машин
3. заполнение котла водой
4. контроль за нормальным состоянием параметров при пуске
5. дистанционный розжиг запальника со щита управления.
Для паровых котлов независимо от давления пара и производительности должны быть установлены устройства, которые автоматически отключат подачу топлива к грелкам при:
1- повышении или понижении давления топлива перед горелками
2- понижении давления воздуха перед горелками с принудительной подачей воздуха
3- понижении разряжения в топке
4- погашении факела горелок
5- повышении давления пара сверх рабочего
6- повышении или понижении уровня воды в барабане котла за допустимые пределы
7- неисправности звеньев защиты, включая исчезновение напряжения.
Включение системы автоматики «Контур» проводится в следующей последовательности:
1. Подготовить котел к розжигу в соответствии с производственной инструкцией.
2. Убедиться, что на щит Щ-К2 (Щ-К2У) подается напряжение питания.
3. Слесарю КИП и А проверить установку необходимых вставок по защите:
а) необходимого уровня воды в барабане;
б) необходимого разрежения в толке;
в) нормального давления воздуха перед горелками. После этого на лицевой панели щита гаснет соответствующее сигнальное табло. Когда останутся гореть только табло «Котел отключен», «Факела нет» и «Давление газа низкое», необходимо:
4. Возвратить ручку переключателя котла на щите Щ-К2 (Щ-К2У) в положение «Предварительно включен». При этом положении ручки включается запальник и гаснет сигнальное табло «Факела нет».
5. После появления факела запальника взвести рычаги клапана- отсекателя (открыть проход газа).
6. Разжечь каждую горелку, открыв вручную краны (задвижки) перед горелками. Давление газа на горелки установить по режимной карте (30% — не нагрузка).
7. Отрегулировать подачу воздуха и разрежения в топке.
8. После розжига горелок с выдержкой во времени отключается за пальник.
9. Ручку переключателя котла устанавливаем в положение «Включено». Защиту котла устанавливаем в дежурное состояние.
10. Когда давление в котле достигнет рабочего, подключить котел к общекотельному паровому коллектору.
11. Сделать запись в сменном журнале о розжиге котла с указанием времени.
Плановая остановка котла осуществляется плавным изменением одного из параметров, включенных в систему защиты. При выходе этого параметра за допустимые пределы срабатывает защита и котел останавливается. При этом проверяется работа защиты.
После отключения котла клапаном-отсекателем закрыть «контрольный» и «рабочий» краны (задвижки) перед горелками и от крыть продувочные «свечи» между ними. Закрыть задвижку на газопроводе перед котлом, открыв «свечу» на газовом коллекторе котла.
Закрыть главный паровой вентиль на котле и отключить его от главного парового коллектора. При подъеме давления в котле сбросить его через предохранительный клапан. Уровень воды в барабане поддерживать в пределах высшего рабочего уровня роды в котле.
Сделать запись в сменном журнале с указанием времени остановки котла.