Принцип работы автоматике безопасности котлов. Электронные автоматические системы контроля. Схема электрогидравлического регулятора разрежения

Действие автоматики безопасности должно приводить к автоматическому отключению подачи газа к горелкам при отклонении контролируемых параметров за пределы допустимых значений.

Требования к исполнительным механизмам автоматики безопасности.

Перед горелками газоиспользующих установок должна предусматриваться установка автоматических быстродействующих запорных клапанов (ПЗК) с герметичностью затвора класса А в соответствии с ГОСТ 9544-93 и временем закрытия до 1 с.

Горелки должны быть оснащены:

• номинальной мощностью до 0,35 МВт -одним газовым автоматическим запорным органом (ПЗК);
• единичной мощностью свыше 0,35 до 2,0 МВт (свыше 0,35 МВт до 1,2 МВт - см. п. 5.9.8. ПБ 12-529-03) - по ходу газа двумя располагаемыми последовательно газовыми автоматическими запорными клапанами (ПЗК) и регулирующим устройством перед горелкой;
• единичной мощностью свыше 2,0 МВт (свыше 1,2 МВт) - двумя располагаемыми последовательно газовыми автоматическими запорными клапанами (ПЗК) и автоматическим органом контроля утечки г а з а, установленным между ними и связанным с атмосферой, обеспечивающим автоматическую проверку герметичности затворов ПЗК перед запуском (розжигом), и регулирующим устройством перед горелкой.

На газоиспользующих установках, оборудованных группой горелок с контролируемым факелом, обеспечивающим розжиг остальных горелок (группы), допускается первый по ходу газа ПЗК устанавливать общим.

Прекращение подачи электроэнергии к газовому автоматическому запорному органу от внешнего источника должно вызывать его закрытие.

Запорный орган должен закрываться без дополнительного подвода энергии от внешнего источника.

Время от момента прекращения подачи энергии от внешнего источника до прекращения поступления газа через запорный орган не должно превышать 1 с.

Работоспособность автоматики горелок должна быть обеспечена при отклонениях питающего напряжения электрического тока от +10 до -15 % номинального. "

В качестве исполнительных механизмов автоматики безопасности, которые производят отключение подачи газа, в настоящее время используются электромагнитные устройства (клапаны). Такие клапаны просты и компактны, просто включаются в схему автоматики. Преимуществом таких клапанов является также их быстродействие - они обеспечивают практически мгновенное отключение подачи топлива при срабатывании устройств безопасности.

Основной недостаток - в открытом состоянии они потребляют электроэнергию.

Электромагнитный клапан является двухпозиционным запорным органом: находится либо в открытом, либо в закрытом положении.

Вентиль СВМГ (рисунок ниже) предназначен для установки на газопроводах с давлением газа от 0,01 до 0,1 МПа и температурой от -15 до +40 °С. Минимальное давление перед клапаном 0,5 кПа, мощность электромагнита типа ЭВ-2 в защищенном исполнении не более 40 Вт. Время открытия и закрытия не более 1 с. Монтируют на горизонтальном газопроводе магнитом вверх.

Вентиль СВМГ

1 - сальниковый ввод для электрокабеля; 2 - клемма электромагнита; 3 - электромагнит; 4 - упор; 5 - клемма провода заземления; 6 - упорный стержень; 7, 15 - пружины; 8 - якорь; 9 - крышка; 10 - плунжер разгрузочный; 11, 20 - отверстия; 12 - седло; 13 - плунжер основной; 14 - металлический диск; 16 - хвостовик разгрузочного плунжера; 17 - колпачок; 18 - штуцер; 19 - толкатель; 21 - корпус

Запорный механизм вентиля состоит из основного и разгрузочного плунжеров. Основной плунжер представляет собой тарельчатую мембрану из маслобензиностойкой резины, в центральную часть которой вмонтирован металлический диск. По периферии мембрана зажата между корпусом и крышкой вентиля и имеет ряд отверстий, через которые газ входного давления попадает в надмембранное пространство. Тянущий электромагнитный привод имеет катушку, расположенную в кожухе, якорь и трубку, приваренную к упору. Герметизация кожуха производится резиновым уплотнительным кольцом, установленным между трубкой и крышкой корпуса.

При отсутствии напряжения на клеммах электромагнита основной проход вентиля закрыт. Давление газа на входе в вентиль прижимает основной плунжер к центральной части мембраны с металлическим диском. Разгрузочный плунжер за счет своего веса и веса якоря нижним заостренным концом прижат к верхней стороне основного плунжера.

Включение тока вызывает движение якоря вверх: сначала выбирается зазор между крышкой и разгрузочным плунжером, а затем приподнимается разгрузочный плунжер. Через отверстия в верхней части хвостовика газ поступает в вертикальное осевое сверление хвостовика, а затем - в выходную полость корпуса. Уменьшение перепада давления газа над и под основным плунжером позволяет якорю поднять его до полного открытия седла. Для плавного хода якоря служит демпфирующее устройство с упорным стержнем и пружиной. При подъеме мембраны газ из надмембранной полости через отверстия хвостовика сбрасывается в рабочую полость вентиля.

Если подача тока к электромагниту прекращается, то якорь, основной и разгрузочный плунжеры опускаются. Разгрузочный плунжер перекрывает отверстие в хвостовике основного плунжера, сброс газа в рабочую полость Прекращается, надмембранная полость вновь заполняется газом, и в ней создается давление, равное давлению под мембраной. Рабочее давление газа прижимает основной плунжер к седлу корпуса, герметизируя затвор.

Вентиль имеет ручной дублер, с помощью которого можно открыть проход газа вручную. Он состоит из толкателя, перемещаемого при помощи накидной ручки по резьбе штуцера, имеющего сальниковое устройство, до упора с нижней поверхностью хвостовика, отжимаемого от основного плунжера пружиной. Нормально дублер закрыт колпачком.

Вентиль мембранный с электромагнитным приводом (рисунок ниже) состоит из следующих элементов: корпус, седло, запирающий элемент (клапан) основного затвора с загрузочным отверстием α, резиновая мембрана, соединенная с клапаном основного затвора, крышка с каналом и разгрузочным отверстием β, запирающий элемент управляющего затвора (клапана), закрепленный на торце сердечника, обмотка, полюс, кабельный ввод (электропитание), шпиндель, ключ-колпачок (ручной дублер), пружина. Канал соединяет разгрузочное отверстие β с полостью выходного отверстия (патрубка) Б.

Вентиль мембранный с электромагнитным приводом

1 - корпус; 2 - седло; 3 - запирающий элемент (клапан) основного затвора с загрузочным отверстием α; 4 - резиновая мембрана, соединенная с клапаном основного затвора; 5 - крышка с клапаном δ и разгрузочным отверстием β; 6 - запирающий элемент управляющего затвора (клапана), закрепленный на торце сердечника 7; 8 - обмотка; 9 - полюс; 10 - кабельный ввод (электропитание); 11 - шпиндель; 12 - ключ-колпачок (ручной дублер); 13 - пружина; ø - канал, соединяющий разгрузочное β с полостью выходного отверстия (патрубка) Б; А - входной патрубок; Б - выходной патрубок; В - надмембранная по лость

Рабочая среда (газ) под рабочим давлением подается в патрубок А и через загрузочное отверстие α и канал δ попадает в надмембранное пространство В и полость герметичной трубки управления затвора.

При обесточенной обмотке запирающий элемент управления затвора перекрывает разгрузочное отверстие β, а запирающий элемент основного затвора перекрывает проход в седле.

Давление среды в полости В и герметичной трубке равно рабочему давлению. Давление обеспечивает герметичность закрытия основного и управляющего затвора; создается рабочим давлением, массой подвижных частей и действием пружины. Полости патрубков А и Б разобщены. Клапан закрыт.

При подаче напряжения на обмотку сердечник (с запирающим элементом) перемещается к полюсу и открывает проход рабочему давлению газа через разгрузочное отверстие β и далее по каналу в полость выходного патрубка Б. Соединяются полости В и патрубок Б. Так как проходное сечение загрузочного отверстия α меньше проходного отверстия β, то рабочее давление в полости В падает.

Давление в подмембранной полости больше давления в надмембранной полости В. Под действием перепада давления мембрана перемещается вверх, перемещая клапан основного затвора и открывая проход в седле основного затвора; поток рабочей среды поступает из патрубка А в патрубок Б. Клапан открыт.

После снятия нагрузки с обмотки сердечник с запирающим элементом под действием собственной массы и усилия пружины перемещается вниз и перекрывает разгрузочное отверстие β в седле управляющего затвора. При этом рабочая среда продолжает поступать через загрузочное отверстие а в полость В и герметичную трубку управляющего затвора.

Давление среды в этих полостях становится равным рабочему давлению. Перепад давления, воздействующего на мембрану, становится равным 0. Запирающий элемент основного затвора перемещается вниз, перекрывая проход в седле основного затвора. Полости патрубка А и патрубка Б разобщены. Клапан закрыт.

Вентиль ВНД-80 (рисунок ниже) используют в системах комплексной автоматики в качестве исполнительного механизма автоматики безопасности. Вентиль рассчитан на давление 3 кПа; тип электромагнита - МИС-6100Е.

Вентиль ВНД-80

1 - корпус; 2 - груз; 3 - шток; 4 - направляющий стакан; 5 - сердечник; 6 - электромагнит; 7 - защитный кожух; 8 - мембрана; 9 - плунжер

Вентиль состоит из корпуса с направляющим стаканом, на котором при помощи стоек крепится электромагнит, заключенный в защитный кожух. Для предотвращения попадания газа под кожух последний отделен от корпуса мембраной. Сердечник электромагнита соединен со штоком, на котором закреплены плунжер и груз.

При наличии тока в обмотке электромагнита якорь втянут в катушку и клапан открыт. В случае срабатывания датчиков автоматики безопасности цепь питания электромагнита разрывается, клапан под действием груза опускается и перекрывает проход газа к горелкам. Закрытый клапан прижимается к седлу грузом и давлением газа.

Клапаны газовые электромагнитные типа КГ (рисунок ниже) предназначены для дистанционного или автоматического включения и отключения газовых горелок, а при параллельной установке на двух линиях - для ступенчатого регулирования расхода газа. Максимальное рабочее давление газа - до 50 кПа. Размеры изменяются в зависимости от типа клапана, определяемого диаметром условного прохода. Клапаны выпускаются типов КГ-10У, КГ-20У, КГ-40, КГ-70.

Клапан КГ

1 корпус; 2 - крышка; 3, 14 - мембраны; 4 - однотарельчатый клапан; 5 - пружина; 6 - регулировочный болт; 7 - крышка; 8, 9 - отверстия; 10 - электромагнит; 11 - сердечник; 12 - серьга; 13 - соединительное устройство; 15, 20 - сверления; 16 - пружина; 17 - клапан; 18 - седло; 19 - штуцер

Между корпусом и крышкой зажата мембрана. В центральной части мембраны расположен однотарельчатый клапан, состоящий из верхнего диска и нижней мягкой прокладки. Газ входного давления из полости А через сверления (на рисунке показаны условным штрих-пунктиром, так как расположены в плоскости, повернутой примерно на 90°) поступает в полость Б, из которой по отверстиям (диаметром 1 мм) и перетекает в надмембранное пространство В. Если из полости В нет сброса газа, то давление в ней и под мембраной (полость А) одинаково. Под действием веса клапана и усилия пружины обеспечивается герметичное перекрытие прохода газа.

При подаче тока на электромагнит в него втягивается сердечник, который через серьгу и соединительное устройство поднимает клапан. Газ из надмембранной полости В через отверстие, открытое седло и штуцер сбрасывается в газопровод за клапаном, к запальнику или в топку. Давление в надмембранной полости В становится близким к атмосферному, мембрана и вместе с ней клапан под действием входного давления поднимаются, и открывается проход газа к горелке. Ход клапана может изменяться с помощью регулировочного болта, расположенного в крышке.

При отключении тока клапан электромагнита под действием веса движущихся частей и пружины опускается, выход газа из надмембранной полости перекрывается, и она вновь заполняется газом. Давление над мембраной и под ней выравнивается, клапан под действием пружины прекращает доступ газа к горелке.

Соединительное устройство позволяет регулировать ход золотника. Для исключения утечки газа в атмосферу из клапанного устройства электромагнита установлена мембрана.

Клапан КГ-10 (рисунок ниже) действует следующим образом. При отсутствии электрического тока на обмотке электромагнита газовый клапан закрыт. Под действием массы клапана и усилия пружины обеспечивается герметичное перекрытие прохода газа. При подаче электрического тока напряжением 220 В на обмотку электромагнита сердечник, шток и электромагнитный клапан перемещаются вверх, закрывается выход газа из подмембранной полости в надмембранную. Надмембранная полость через трубку сброса сообщается с газопроводом после газового клапана. Газ из надмембранной полости сбрасывается в газопровод, то есть давление в ней падает, мембрана прогибается вверх под действием давления газа снизу. Клапан открывается, пропуская газ к горелке.

Клапан КГ-10

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - патрубок входа; 4 - патрубок выхода; 5 - клапан; 6 - седло клапана; 7 - мембрана; 8 - жесткий центр мембраны; 9 - соленоидный клапан; 10 -сердечник электромагнита; 11 - обмотка электромагнита; 12 - пружина; 13 - шток клапана; 14 - трубка; 15, 16 - каналы для прохода газа; 17 - колпачок; 18 - болт; 19 - пружина

Блок питания газовый (БПГ) (рисунок ниже). С помощью блока можно производить не только подачу и отсечку газа, но и ступенчатое регулирование расхода, а также включение или отключение запальника.

Блок питания газовый (БПГ)

1, 15, 16 - электромагниты; 2, 5 - штоки; 3 - пружина; 4 - мембрана; 6 - крышка; 7 - клапан большого горения; 8 - отверстие; 9 - корпус; 10 - клапан малого горения; 11 - клапан запальника; 12, 13 - штуцеры; 14 - коробка

Блок рассчитан на рабочее давление газа 0,8-5,0 кПа с температурой до 50 °С. Температура окружающего воздуха 5-50 °С при относительной влажности до 80%. Напряжение переменного тока 220 В, потребляемая мощность не более 100 В·А. Привод клапанов осуществляется электромагнитами типа ЭД-05101УЗ.

Корпус блока имеет два отверстия с седлами, перекрываемыми клапанами большого и малого горения, которые могут подниматься в основной полости крышки. В дополнительной полости правой части крышки расположен клапан запальника. Все три клапана с помощью штоков соединены с сердечниками электромагнитов и прижимаются к седлам пружинами. Для предотвращения проникновения газа из основной и дополнительной полостей крышки в коробку, где расположены электромагниты, служат мембраны.

В исходном положении (электромагниты обесточены) все три клапана закрыты, газ к основной горелке и запальнику не подается. При этом газ входного давления, поступающий через отверстия в клапане большого горения из корпуса в основную полость крышки, дополнительно поджимает клапан малого горения к седлу, повышая его герметичность.

Газ к клапану запальника подается через штуцер диаметром 6 мм. При подаче тока на электромагнит в него втягивается сердечник, поднимается клапан и газ поступает к запальному устройству через штуцер. Доступ газа к основной горелке для ее работы на малом режиме открывается при подаче тока на электромагнит и подъеме клапана. Расход газа в этом случае определяется диаметрами отверстий в клапане, которые соответствуют диаметру условного прохода 20 (для БПГ-1) и 40 (для БПГ-2) мм. Для перевода основной горелки на номинальный режим подается ток на: электромагнит и открывается клапан большого горения, диаметр условного прохода которого равен 40 (для БПГ-1) и 65 (для БПГ-2) мм.

Электромагнитный клапан ЭМК-15 (рисунок ниже) предназначен для автоматического прекращения подачи газа к горелке при погасании контролируемого факела. Рабочее давление газа не более 3,0 кПа. Клапан изготовляется в двух модификациях - ЭМК-П и ЭМК-1Н.

Клапан ЭМК-15

1 - входной патрубок; 2 - железная пластина; 3 - обмотка электромагнита; 4 - электромагнит; 5, 8, 15, 17 - прокладки; 6, 13, 14 - пружины; 7 - золотник; 9 - седло; 10 - выходной патрубок; 11 - пусковой рычаг; 12 - нижний шток; 16 - нижний золотник; 18 - нижнее седло; 19 - патрубок

В корпусе ЭМК-Ш-15 верхнее седло перекрывается золотником с уплотнительной прокладкой. Плотность запирания затвора обеспечивается пружиной и давлением газа. Если вручную поднять вверх пусковой рычаг, то нижний золотник с мягкой прокладкой под действием пружины перекроет нижнее седло, а шток нижнего золотника, преодолевая усилие пружины, поднимет золотник и соединенную с ним через шток железную пластину до упора с электромагнитом. При этом газ из входного патрубка поступает в полость А и из нее через патрубок к запальному устройству, не проникая в выходной патрубок.

При поступлении тока в обмотку электромагнита золотник удерживается в открытом положении при ЭДС не менее 25-35 мВ от термопары запальника. Время, необходимое для нагрева термопары и создания указанной ЭДС, составляет около 30 с. Затем рычаг отпускают, под действием пружины он и нижний золотник опускаются. Газ из полости А поступает в выходной патрубок и через него - к основной горелке, где поджигается от факела запальника. С момента прекращения нагрева термопары золотник закрывается не позже чем через 20 с.

Для предотвращения утечки газа в атмосферу при движении нижнего штока служит специальная уплотнительная прокладка, а для уплотнения резьбовых соединений - прокладка.

Клапаны ПКН (ПКВ) (рисунок ниже) предназначены для прекращения подачи газа потребителям при повышении или понижении давления газа сверх заданных пределов. ПКН (ПКВ) также широко используют в качестве запорных (отсечных) устройств, срабатывающих при изменении не только давления газа, но и других контролируемых параметров по сигналам соответствующих датчиков. Для этого ПКН (ПКВ) комплектуют дополнительным электромагнитом.

Клапан ПКН (ПКВ) с электромагнитной приставкой

1 - ударный молоточек; 2 - штифт молоточка; 3 - направляющий штырь; 4 - шток; 5 - пружина; 6 - запорная скоба; 7 - рамка; 8 - электромагнит; 9 - кронштейн; 10 - болт; 11 - анкерный рычаг; 12 - штифт рычага; 13 - клапан; 14 - корпус; 15 - грузовой р ычаг

Электромагнит устанавливают на специальном кронштейне. До установки на кронштейне электромагнит монтируют в специальной рамке, а затем кронштейн крепят двумя болтами, соединяющими корпус клапана с его мембранной головкой. К стенке рамки приварена ось, на которой свободно вращается опорная втулка молоточка. Запорная скоба, имеющая два отверстия, надета на шток и на направляющий штырь и соединена с якорем электромагнита.

При наличии напряжения на клеммах электромагнита его якорь опускается в крайнее нижнее положение и через шток, преодолевая сопротивление пружины, опускает вниз скобу. В этом положении скоба находится в зацеплении с штифтом молоточка.

При прекращении подачи тока скоба под действием пружины поднимается вверх и выходит из зацепления со штифтом молоточка. Молоточек падает, ударяет по плечу анкерного рычага и освобождает удерживаемый защелками клапан ПКН (ПКВ), который прекращает подачу газа.

Клапаны КМГ (рисунок ниже). Клапаны магнитные газовые КМГ-100 с условным проходом 20 мм устанавливаются на газопроводах природного газа по ГОСТ 5542-87. Рассчитаны на рабочее давление 0-100 кПа. Герметичность затвора класса А по ГОСТ 9544-93. Рабочие температуры от -15 до +60 °С. Время открытия и закрытия - не более 1 с.

Клапаны КМГ

1 - корпус; 2 - электромагнит; 3 - разъем с встроенным выпрямителем; 4 - фильтр; 5 - разгрузочный клапан; 6 - регулятор потока газа

Клапаны газовые КМГ-20 с электромагнитным приводом предназначены для регулирования и отключения подачи природного газа в системах газоснабжения в горелках газовых и на аналогичном газопотребляющем и газоиспользующем оборудовании. Клапан типа КМГ-20-НО в нормальном исполнении используется как запорное устройство на газопроводе безопасности.

Клапаны КМГ имеют следующие варианты исполнения:

• КМГ-20 - клапан газовый электромагнитный для применения в качестве запорного органа;
• КМГ-20Р - клапан газовый электромагнитный с ручным регулятором потока газа для применения в качестве запорно-регулиру- ющего органа;
• КМГ-20Д — клапан газовый электромагнитный с электромагнитным приводом регулятора потока газа. Совмещает в себе запорный клапан и клапан регулирования расхода среды. Обеспечивает двухпозиционный режим работы газоиспользующего оборудования.

При наличии напряжения на электромагнитах сердечник втянут в электромагнит и клапан открыт; клапан КМГ-20-НО - закрыт. При отсутствии напряжения - наоборот.

Клапаны КМГ-20Р и КМГ-25Р имеют ручные регуляторы потока газа с регулировочным винтом. Вращение регулировочного винта увеличивает или уменьшает площадь выпускного отверстия седла клапана, что вызывает изменение расхода среды.

Клапаны отсечные 1256-00Э ТО, 1256-50Э ТО, 1256-00Э ТО (рисунок ниже). Клапаны отсечные предназначены для работы в качестве отсечного органа на линии подачи газа к горелкам паровых и водогрейных котлов. Клапаны осуществляют выполнение технологических защит, автоматизированное дистанционное управление подачей газа к горелкам котлов.

Клапаны отсечные (1256-00Э ТО, 1256-50Э ТО)

1 - основание; 2 - корпус; 3 - крышка; 4 - тарелка (клапан); 5 - шток; 6 - гайка; 7 - кольцо; 8 - кольцо разрезное; 9 - пружина; 10 - кольцо; 11, 12 - кольца уплотнительные; 13 - седло клапана; 14 - болт; 15 - рычаг; 16 - паронитовая прокладка; 17 - болт; 18 - крышка; 19 - гайка; 20 - рычаг; 21 - фиксатор; 22 - защелка; 23 - коромысло; 24 - серьга; 25 - упор; 26 - ролик; 27 - верхний переключатель; 28 - нижний переключатель; 29 - электромагнит; 30 - МЭО; 31 - болт с гайкой крепления электропровода; 32 - крепление электромагнита; 33 - шплинт; 34 - крепление упора; 35 - ось; 36 - крепление переключателей

Технические данные: условный проход - 200, 150, 100 мм; рабочее давление среды - 0,25 МПа; время полного закрытия - не более 1 с; класс герметичности затвора по ГОСТ 9544-93 - I; тип привода - электрический; род тока - переменный.

Управление клапаном осуществляется автоматически с помощью электропривода типа МЭО-16.

Клапан состоит из следующих основных частей (рисунок выше):

• корпуса, в выходном патрубке которого вварено седло;
• крышки, соединенной при помощи болтов и гаек с корпусом клапана с уплотнением места соединения паронитовой прокладкой;
• тарелки, соединенной при помощи гайки со штоком и образующей вместе с седлом корпуса и уплотнительным кольцом отсечной орган клапана;
• привода.

Нижний конец штока образует с тарелкой разгрузочный орган клапана, а верхний конец штока соединен с приводом. Для обеспечения необходимого усилия для уплотнения отсечного органа клапана на штоке установлена пружина, верхний конец которой упирается в крышку, а нижний опирается на шток при помощи кольца и разрезного кольца.

Привод крепится совместно с крышкой к корпусу и состоит из следующих основных деталей (рисунок выше):

• основания, на котором установлены электропривод типа МЭО-16. При помощи болтов с гайками электропривод крепится к основанию. Крутящий момент МЭО-16 с ролика передается рычагу;
• электромагнита, закрепленного на основании посредством болтов с гайками. Сердечник электромагнита при помощи коромысла и серьги соединен с защелкой. Защелка и коромысло вращаются на оси, приваренной к основанию;
• рычага с фиксатором, соединенных между собой болтами с гайками и шайбами, шплинта;
• двух путевых выключателей закрепленных на основании болтами с гайками.

После подачи напряжения электропривод МЭО-16 при помощи своего рычага с закрепленным на нем роликом, преодолевая усилие пружины, поднимает рычаг со штоком и тарелкой клапана в верхнее положение, при котором фиксатор войдет в зацепление с защелкой. Упор при этом выйдет из зацепления с нижним путевым выключателем и войдет в зацепление с верхним путевым выключателем, подав напряжение на электромагнит и сигнал на возвращение рычага исполнительного механизма МЭО-16 в исходное положение, а рычаг удерживается в верхнем положении электромагнитом при помощи защелки, коромысла и серьги. При отключении электромагнита за счет усилия пружины клапана и веса падающих частей клапан закроется. Путевые выключатели одновременно с управлением клапаном сигнализируют о его открытии и закрытии.

Двойной магнитный клапан (рисунок ниже) обеспечивает прекращение подачи газа при регулировочных или аварийных остановках горелки. В целях повышения уровня безопасности магнитный клапан типа DMV состоит из встроенных в один корпус двух магнитных клапанов с малым временем срабатывания. Без напряжения на катушках клапаны закрыты. Двойной магнитный клапан имеет также регулирующий дроссель, что позволяет дополнительно ограничивать расход газа.

Двойной магнитный клапан

1 - электромагнитный клапан запальника; 2 - двойной магнитный клапан DMV; 3 - поверочная горелка; 4 - реле давления газа, макс.; 5 - реле давления газа, мин.; 6 - блок контроля герметичности VPS; 7 - компенсатор; 8 соединительные элементы

Клапан состоит из корпуса с патрубками для подключения импульсных трубок газовых линий и приборов, электромагнитной катушки с электроконтактной вилкой, электрического разъема и фильтра, установленного на входе в клапанный узел.

Автоматический контроль герметичности VPS-504 (рисунок ниже) монтируется на двойной магнитный клапан и работает по принципу нарастания давления. Программный датчик контроля герметичности начинает функционировать при запросе на выработку тепла перед включением горелки. Контроль герметичности производится перед каждым пуском горелки. При нарушении герметичности двойного магнитного клапана подача газа прекращается и появляется индикация «Неисправность».

Автоматический контроль герметичности VPS-504

В состоянии покоя клапаны VI и V2 закрыты.

При повышении давления внутренний насос контроля герметичности увеличивает давление газа на участке испытания между магнитными клапанами на 20 мбар по отношению к установленному входному давлению. Встроенное реле дифференциального давления контролирует участок испытания на герметичность. При достижении величины контрольного давления насос выключается (окончание времени испытания). Время выключения (через 10-26 с) зависит от испытательного объема газа (максимально - 4,0 л).

При герметичности участка испытания через 26 с происходит размыкание контактов у автомата горения - загорается желтая сигнальная лампа. При нарушении герметичности участка испытания или если во время проверки (в течение 26 с) не происходит увеличения давления на 20 мбар, то VPS-504 включается в режиме неисправности. Красная сигнальная лампа горит до тех пор, пока контакты разъединены (при наличии запроса на подачу тепла).

В рабочем режиме клапаны V 1 и V 2 открыты. После кратковременного пропадания напряжения во время проверки или во время эксплуатации горелки происходит самозапуск устройства.

Организация диспетчерского пункта и централизованное управление котельной требуют создания системы защиты котельного агрегата. Задачей защиты является своевременное предупреждение диспетчера о возникших неполадках в работе котла или вспомогательного оборудования теплового агрегата и производство соответствующих отключений, ликвидирующих возможную аварию или предупреждающих нежелательные последствия возникших неисправностей.

Значительное число аварий в котельных происходит из-за отказов или сбоев в системах автоматики безопасности, ошибок обслуживающего персонала.

Особенности сжигания газового топлива диктуют необходимость применения на газифицированных агрегатах автоматической защиты, действие которой сводится к отключению подачи топлива к горелкам при отклонении контролируемых параметров за пределы допус­тимых значений. Согласно СНиП 11-37–76 на газифицированных агрегатах автоматика безопасности водогрейного котла должна обеспечивать прекращение подачи газа:

– при отключении напряжения питающей сети и в цепях управления;

– неисправности основных узлов блока управления и сигнализации;

– погасании пламени запальника и горелки;

– понижении и повышении давления газа перед горелкой;

– повышении температуры воды на выходе из котла;

– повышении и понижении давления воды за котлом;

– понижении разрежения в топке;

– повышении давления в топке (взрыв);

– загазованности котельной вследствие утечки газа;

– срабатывании пожарной сигнализации.

Автоматика безопасности парового котла должна дополнительно срабатывать:

– при отключении дымососа или вентилятора;

– понижении уровня воды в барабане (упуск воды);

– понижении давления воздуха в общем коробе или останове дутьевого вентилятора (вентиляторов);

– понижении давления и температуры острого пара;

– повышении давления и температуры острого пара;

– отключения питательного насоса, и др.

Существенной частью схемы действия защит является световая и звуковая сигнализация на щите диспетчера. Звуковая сигнализация обеспечивается сиреной, установленной на щите управления.

Световая сигнализация обеспечивается сигнальными лампами на щите управления в котельной и (или) в диспетчерском пункте.

Причина аварии отображается:

– на экране монитора рабочей станции оператора;

– щите контроллера при помощи панели оператора.

Сигнализация делится на предупредительную и аварийную.

Предупредительная сигнализация используется для оповещения персонала о выходе параметров, характеризующих работу котла, за установленные пределы или при достижении опасной концентрации СО, равной 20±5 мг/м 3 , в рабочей зоне. Назначение предупредительной сигнализации – привлечь внимание диспетчера к нарушению режима работы котельного агрегата. Приняв предупредительный сигнал, диспетчер наблюдает за действием защиты и контролирует процесс по показаниям приборов, принимая меры для предотвращения аварии. Сигнализация по превышению метана в воздухе котельной предусмотрена в щите сигнализации существующего общекотельного оборудования.

Сигналы аварийной сигнализации ста­вят в известность диспетчера о происшедшей аварии и причинах ее возникновения при аварийном останове котла, электродвигателей дымососа и вентилятора. Аварийная сигнализация включается при отсутствии напряжения в цепях предупредительной сигнализации и в случаях, когда концентрация СО в рабочей зоне превысила 100 мг/м 3 .

Поскольку при аварийном отключении котла по сигналу одного из аварийных преобразователей могут сработать другие датчики, задачей схемы защиты и сигнализа­ции является сохранение сигнала, из-за которого произошла авария, и нереагирование на сигналы, которые возникают как следствие аварии.

Сигнализация параметров и защита, действующие на останов котла, физически необходимы, так как оператор или машинист котла не в силах уследить за всеми параметрами функционирующего котла, поэтому может возникнуть аварийная ситуация.

Например, при упуске воды из барабана уровень воды в нем понижается, вследствие этого может быть нарушена циркуляция и вызван пережог труб донных экранов. Сработавшая без промедления защита предотвратит выход из строя парогенератора.

При уменьшении нагрузки парогенератора интенсивность горения в топке снижается. Горение становится неустойчивым и может прекратиться. В связи с этим предусматривается защита по погашению факела.

Надежность защиты в значительной мере определяется количеством, схемой включения и надежностью используемых в ней приборов. По своему действию среди аварийных защит паровой котельной выделяют:

¨ останов парогенератора;

¨ снижение нагрузки парогенератора;

¨ выполнение локальных операций.

Порядок останова котлоагрегата:

¨ отключаются все топливопитающие агрегаты, закрываются все электрофицированные задвижки на газопроводе к котлу;

¨ дутьевые вентиляторы и дымососы остаются в работе;

¨ после подтверждения отключения топливоподачи:

– закрываются паровые задвижки;

– закрываются задвижки подачи воды в пароохладитель;

– открываются задвижки на продувку пароперегревателей.

Закрытие задвижек и регулирующих клапанов по питательной воде происходит только при срабатывании защит от повышения уровня воды в барабане.

Аварийное снижение нагрузки (снижение подачи топлива до минимально возможного) реализуется при повышении давления и температуры острого пара, а также при отключении дутьевых вентиляторов и дымососов.

Локальные операции (примеры):

– повышение уровня воды в барабане котла на 125 мм от нормы – открытие задвижек аварийного слива, при снижении уровня – закрытие задвижек аварийного слива;

– повышение давления острого пара до 15,1 МПа – открывание контрольного предохранительного клапана;

– повышение давления острого пара до 16,7 МПа – открывание рабочего предохранительного клапана.

Включение котла производится только после выяснения и устранения причины ава­рийного останова котла.

Необходимость оборудования котлов и производственных агрегатов автоматикой для отключения газа при нарушении других параметров решается в каждом конкретном случае в зависимости от мощности, технологии и режима работы тепловых агрегатов. Отключение газа при уменьшении разрежения обязательно только для агрегатов, оборудованных дымососами или инжекционными горелками.

Датчики автоматики безопасности должны быть автономны, независимы друг от друга и от системы регулирования, иметь свои устройства отбора импульсов и замыкать­ся на отдельную схему.

В схему автоматики безопасности в качестве составной части обычно включается дистанционный и автоматический розжиг котла, что предъявляет особые требования к таким присущим только схеме автоматики безопасности приборам и устройствам, как приборы контроля наличия пламени и отсечные устройства с электромагнитным приводом.

Электромагнитные вентили и клапаны в схемах автоматики безопасности применяются в качестве предохранительных быстродействующих отсечных устройств, предназначенных для прекращения подачи газа к агрегату или отдельным горелкам при аварий­ном выходе контролируемых параметров за заданные пределы.

По условиям эксплуатации (необходимость перекрытия подачи газа при отсутствии электроэнергии) электромагнитные вентили и клапаны относятся к нормально-закрытым (НЗ), в которых при прекращении подвода энергии, создающей перестановочные усилия, проходное сечение полностью перекрывается, в отличие от нормально-открытых (НО), когда при прекращении подвода энергии проходное сечение полностью открывается.

При работе агрегатов на газовом топливе в их топках, газоходах при определенных условиях может образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь. Если ее температура достигнет температуры воспламенения газа (500–800 °С в зависимости от вида газа), то независимо от того, произошло ли это во всем объеме, ограниченной его части или даже в одной точке, возможны взрыв смеси и, как следствие, разрушение или повреждения конструктивных элементов самого агрегата либо его ограждающих поверхностей. Накопление в топках и газоходах горючих газов и образование взрывоопасной смеси происходят наи­более часто вследствие утечки газа из газопроводов в топку через газогорелочные уст­ройства из-за негерметичности запорной арматуры, нарушения порядка продувки газопро­водов и розжига горелок, а также других нарушений инструкций по эксплуатации.

Наиболее ответственным с точки зрения безопасности является розжиг холодного агрегата. Примерно 15 % взрывов происходит при повторных розжигах: если стабильный факел у горелки по какой-либо причине не образовался (пламя оторвалось или проскочи­ло в горелку) и после этого топка и газоходы не были тщательно провентилированы, то в большинстве случаев возможен взрыв или хлопок. Однако это случается и на работающих агрегатах.

Главная причина этого – сжигание газа со значительным химическим недожогом. Продукты неполного горения газового топлива в смеси с воздухом накапливаются в застойных зонах газоходов и могут взорваться при достижении в этих зонах соответствующих температур и концентраций горючих газов. В этих же застойных зонах могут нахо­диться и газовоздушные смеси, образовавшиеся при утечке газа в топку до розжига агре­гата. Кроме того, горючие газы и продукты неполного горения накапливаются в газоходах работаю­щего агрегата из-за нарушения устойчивости горения (отрыв или проскок пламени при резких изменениях режимов работы), неисправности газогорелочных, тягодутьевых и стабилизирующих устройств, повреждения газоходов и воздуховодов и т.д.

Перед вводом газового котла в эксплуатацию проверяется наличие газа в системе, исправность приборов и их целостность. Датчик давления в газовой трубе показывает наличие газа. Сразу же с началом полной вентиляции котла начинается контроль герметичности обоих магнитных главных газовых клапанов (вентилей). При закрытых вентилях замерный участок между двумя вентилями находится без давления. Следовательно, первый магнитный вентиль плотный, контроллер давления показывает, что утечки нет. Главный газовый электромагнитный клапан открывается на две секунды, так что замерный участок наполняется газом. В течение всего времени, до окончания вентиляции, давление в замерном участке должно быть постоянным. Если через неплотный вентиль проходит газ, следовательно, давление в замерном участке понижается, что зафиксирует контроллер давления газа. В этом случае топочный автомат перед зажиганием подает сигнал «Нет герметичности, авария». Котел не запускается.

В настоящее время широко используются для контроля пламени пирометры. Исходящее от пламени инфракрасное излучение принимается пирометрической трубкой, которая различает равномерный свет, излучаемый раскаленной кладкой, и переменный свет пламени. Равномерное излучение игнорируется, в то время как переменный свет, начиная уже с частоты более 2 Гц, усиливается в пирометрической трубке и в качестве входного сигнала подается в контроллер пламени. В последнем пульсирующая частота пламени от 2 до 40 Гц воспринимается и вызывает срабатывание реле, контролирующего пламя. При потухании пламени реле в течение одной секунды принимает свое исходное положение.

В случае утечки газа в помещении газоанализатор подает сигнал об утечке, срабатывает звуковая и световая сигнализация, работа котельной установки останавливается. При утечке газа происходит интенсивная вытяжка газа из помещения с помощью вентиляторов. Также предусмотрена аварийная остановка котельной, например в случае пожара. Аварийный выключатель находится на пульте управления. В этом случае еще срабатывает светозвуковая сигнализация, вентиляционные шахты перекрываются во избежание разгорания огня в помещении.

Увеличение температуры воды (пара) сверх нормы может привести к печальным последствиям. Пусть рабочая температура водогрейного котла 130 °С. При увеличении температуры воды до 140 °С происходит аварийное снижение нагрузки. Если температура продолжает расти, а подачу газа уменьшить больше нельзя, то при достижении температуры 150 °С происходит аварийное отключение котла.

Для предохранения водогрейных котлов от превышения давления сетевой воды на трубопроводе прямой сетевой воды установлены два предохранительных клапана, срабатывающих при давлении 7,5 кгс/см 2 . Кроме того, двигатель на трубопроводе прямой сетевой воды рекомендуется оборудовать регулируемым электроприводом или регулируемой задвижкой, обеспечивая необходимое давление в зависимости от расхода сетевой воды.

Если концентрация солей в котловой воде превышает допустимые величины, это может привести к уносу солей в пароперегреватель. Поэтому соли, скопившиеся в котловой воде, удаляются непрерывной или импульсной продувкой , которая регулируется автоматически. Расчетное значение продувки парогенераторов при установившемся режиме определяется из уравнений баланса примесей к воде в парогенераторе. Доля продувки зависит от отношения концентрации примесей в воде продувочной и питательной. Чем лучше качество питательной воды и выше допустимая концентрация примесей в воде, тем доля продувки меньше. Концентрация примесей, в свою очередь, зависит от доли добавочной воды, в которую входит, в частности, доля теряемой продувочной воды. Автоматическое регулирование непрерывной продувки осуществляется через регулировочный клапан по информации с трех датчиков. Основной – солесодержание в котловой воде. Два остальных – расход пара и расход продувочной воды.

При автоматизации обязательны блокировки, например:

¨ при отключении дымососа отключается дутьевой вентилятор;

¨ дутьевой вентилятор не может быть включен при остановленном дымососе.

Автоматика безопасности независима от автоматики регулирования и должна иметь автономные датчики (рис. 14.21). В табл. 14.2 даны сведения о некоторых датчиках системы безопасности водогрейного котла, их параметрах и месте установки, в табл. 14.3 приведены технологические параметры парового котла.

Таблица 14.2

Датчики истемы безопасности

№ п/п	Аварийный параметр	Датчик	Кол-во	Диапазон	Место уста­новки
	Погасание пламени запальни­ка и горелки	Фотодатчик		–	Горелка
	Повышение и понижение дав­ления газа перед горелкой	Давления		1–0,4 кгс/см 2	После РО
	Повешение температуры воды после котла	Температуры		более 105 °С	После выхода из котла
	Повышение и понижение дав­ления воды за котлом	Давления		6–1,5 кгс/см 2	После выхода из котла
	Повышение давления / пони­жение разрежения в топке	Давления		2–20 Па	В топке
	Загазованность помещения котельной	Газоанализа­тор	–	–	Вдоль ГРУ
	Повышение и понижение дав­ления газа на вводе	Давление		1–0,8 кгс/см 2	После РД

Таблица 14.3

Технологические параметры парового котла

Параметр	Ед. изм.	Min	Норма	Max
Производительность	т/ч	9,5	10,0	10,5
Температура перегретого пара	°С
Давление в барабане котла	МПа	1,33	1,40	1,47
Температура питательной воды после экономайзера	°С
Расход природного газа	м/ч	237,5	250,0	262,5
Содержание О 2 в отходящих газах	%	1,33	1,40	1,47
Температура отходящих газов	°С	180,5	190,0	199,5
Давление газа перед горелками	МПа	0,0475	0,0500	0,0525
Разрежение в топке	мм. в. ст.	4,75	5,00	5,25
Уровень в барабане	мм	–100		+100
Расход питательной воды	м/ч	–		–
Давление питательной воды	МПа	1,805	1,900	1,995

14.10. Определение параметров объекта
регулирования, регуляторов и настройка АСР

Базовый принцип функционирования газовых котлов основан на том, что при подаче к котлу газа включают электронный розжиг или пьезорозжиг. От искры возжигается запальник, который горит постоянно. Подача газа к горелке в отсутствие горящего запальника не допускается - подобная ситуация опасна взрывом. От запальника поджигается основная горелка, которая прогревает в котле теплоноситель до заданных параметров. После этого автоматическая система отключает горелку. С понижением в котле температуры термодатчик (термопара) дает сигнал клапану на подачу газа. И горелка зажигается вновь.

Автоматика для напольных котлов типа Buderus Logamatic 4211, 4212.

Котлы современного производства оснащаются все, как правило, системами автоматического регулирования. Автоматика газовых котлов бывает самой разной степени сложности. Системы эти предназначены для того, чтобы обеспечить работу оборудования (котла) без участия и постоянного наблюдения людей. Автоматические системы для котлов выполняют различные функции, среди которых:

• безопасность;
• автоматическое включение-выключение;
• управление по разным критериям: время, погода и другие.

Согласно этому все элементы автоматики котла можно распределить на несколько групп, в соответствии с его типом, устройством и функциональным назначением.

Арматура

Газовая арматура - исполнительное устройство, из тех, что отрабатывают команды схемы по управлению котлом. Изменения регуляторов газовой арматуры запускают процессы пуска-остановки котлового оборудования, а также регулировки его мощности. Главное предназначение газовой арматуры - обеспечить безопасную работу котла.

Клапаны

Котлы, имеющие встроенные газовые горелки, оснащены газовыми клапанами с основной функцией - открывать и прекращать подачу газа на горелку. К таким котлам относятся, в первую очередь, настенные газовые котлы . Также к ним можно отнести напольные котлы , оснащенные газовыми горелками атмосферного типа.

Реле минимального давления (газ)

Газовый клапан марки Honeywell для маломощного котельного оборудования

Газовые горелки предназначены для использования при номинальном давлении газа - они на это рассчитаны. Именно при таких показателях будет обеспечена декларированная полезная мощность котла. Со снижением давления газа наблюдается и падение мощности. Котлы, снабженные атмосферными газовыми горелками, чувствительны к снижению давления газа - могут прогореть трубы. Падающее давление газа ведет к «оседанию» пламени так, что в зоне самого факела оказывается металлическая часть горелки. И это может привести к поломках.

С целью защиты котла и горелки применяют реле минимального газового давления. Реле выключает котел при падении давления ниже значения установки. Предельное значение можно поменять при наладке котла. Реле давления газа конструктивно представляет собою некую мембрану, которая воздействует на группу контактов. Когда давление снижается, мембрана под воздействием пружины перемещается и происходит переключение электроконтактов. Переключение контактов разрывает электрическую цепь, которая как раз и управляет работой котла. Останавливается подача питания на газовый клапан - и котел прекращает работу. Когда давление газа восстанавливается, мембрана вернется в исходную позицию, контакты вновь переключатся - и котел снова готов к запуску. Только вот прочие процессы в дальнейшем определяются логикой реально управляющей автоматики, и они могут разниться. Реле минимального давления монтируются на вводе газа в котел непосредственно перед мультиблоком. Либо перед передним газовым клапаном.

Газовый клапан марки Dungs для отопительных котлов напольного типа

Реле максимального давления (газ)

Релейные приборы максимального давления газа призваны защищать котлы от возможного перегрева либо от опасности разрушения ввиду неконтролируемого возрастания давления на горелке. Это способно привести к увеличению размеров собственно факела и в итоге к прогару камеры сгорания, которая к этому не предназначена. К тому же, газовые клапаны при повышающемся давлении газа могут и не закрыться. Взлет давления может быть спровоцирован и поломкой газовой арматуры на подводящей магистрали.

Реле последовательно включают в электрическую цепь с реле минимального давления. Это делается таким образом, чтобы срабатывание любого из них так или иначе выключало котел. Конструктивноподобное реле выполнено аналогично первому.

Термостат

Термостаты для котлов отопления, пожалуй, одни из сравнительно несложных электромеханических устройств, используемых в цепях управления данным оборудованием. Их главное назначение - поддержание заданных параметров температуры теплоносителя в котле. Возможно также пороговые ограничения этой температуры по максимуму и минимуму. Термостаты, таким образом, можно относить и к регулирующим устройствам автоматики котельного оборудования, так и к приборам безопасности.

Контроллер

Контроллеры - это специальные электронные устройства, которые призваны реализовать довольно сложный алгоритм управления установкой отопления при меняющихся условиях внешней среды. По своим функциям и возможностям контроллеры различны. Но во всех установлены специальные датчики температуры и давления. Контроллеры хорошо классифицированы. Их различают по алгоритмам управления, по объектам управления, по непосредственной интеграции с котлом, по коммуникативным возможностям и т.д.

Полезное видео

(описание)
В котельной размещены два котла (модели Vitoligno-100 и Vaillant). Контроллер отопления марки Kromschroder E8.0634. При затапливании котла Vitoligno-100 прекращается синхронно работа второго котла (Vaillant). Приводом закрывается труба отопления газового котла, присоединяя трубу твердотопливного аппарата. Твердотопливный котел функционирует на аккумулирующую емкость, из коей в систему отопления поступает горячая вода. При завершении работы котла заканчивается и работа емкости, температура снижается менее 30 град Вновь включается газовый котел, отопительная система получает тепло от него непосредственно. Вода в бойлере греется от аккумуляционной емкости, если температура в ей выше 50 град., В случае более низких показателей температуры, горячую воду обеспечивает газовый котел. Вся система работает в автоматическом режиме. Два отопительных контура: один радиаторного типа, другой - типа отопления теплым полом. Установлена пара смесительных узлов.

Автоматика безопасности

Реле минимального и максимального давления теплоносителя

Важным элементом в системе безопасности котла считается такой фактор, как защита от аварийного снижения в системе давления. Падение может произойти ввиду разных причин, в том числе утечки, поломки расширительного бака или выхода из строя предохранительных клапанов. Низкое давление теплоносителя может вызвать его закипание в системе, а также завоздушивание ее, может привести к прекращению циркуляции через котел и вследствие этого к перегреву.

Защита от таких падений может быть обеспечена установкой на трубопровод рядом с котлом специального реле (минимального давления). Оно представляет собою мембрану, на которую давит теплоноситель. Мембрана связана с целой системой электрических контактов. С падением в системе давления ниже настроенных значений контакты переключаются. В качестве точки настройки выбирают минимально- допустимые значения давления теплоносителя, при котором система будет работоспособна. Реле включается в электричеством в общую цепь управления горелкой. При падающем давлении работа горелки остановится.

Не менее опасно чрезмерный рост давления. Для аварийной остановки котла при повышении давления выше рабочих значений используется реле максимального давления. Оно схоже с минимальным реле, но только имеет обратную цель - переключает контакты с превышением точки установки. Реле также включено в электрическую цепь горелки.

Оба вида реле бывают и с автоматическим перезапуском и с ручным.

В первом случае, когда параметры нормализуются, электроконтакты возвращаются к первоначальному состояниюи котел возобновляет автоматически свою работу.

Во втором случае для запуска реле понадобится вмешательство оператора. Обычно в данном типе реле имеются два контакта. Один присоединен к горелке, второй соединяется с сигнальным устройством (лампой, зуммером). При срабатывании реле включится тревожная кнопка.

Датчик наличия теплоносителя

Иные котлы могут даже при кратковременной работе в отсутствие теплоносителя выйти из строя. Для предотвращения подобных ситуаций предназначен датчик наличия (или отсутствия) теплоносителя. Особенно это важно для электрокотлов с ТЭНами. Датчик устанавливается либо рядом с котлом либо внутри. Он включается в цепь управления прибора и замыкает контакты лишь при заполнении блока теплоносителем. Самые распространенные устройства - герконы и датчики кондуктометрические.

У первых магнитный сердечник встраивается непосредственно в поплавок, который, всплывая, замыкает контакты лишь в случае наличия жидкости.

Второй тип датчиков — это специальные электроды, размещаемые в гидравлическом контуре. При заполнении теплоносителем котла между электродами иногда протекает ток. Замкнутая цепь - это знак о штатной ситуации теплоносителя и сигнал о работе котла.

Реле приоритета бойлера

Котлы бытового назначения в большинстве своем имеют такую возможность, как подключение к электрической схеме цели, управляющей емкостным водонагревателем. Это предполагает, в числе прочего, присоединение питания насосов циркуляции и их коммутацию. Для правильного выполнения алгоритмов работы насосов отопительной системы и бойлера (который нацелен на приоритет нагрева воды), используется специальное реле приоритета бойлера. Это прибор, коммутирующий силовую цепь насосов по командам цепи управления котла. Реле представляет собой конструктивно пару-тройку групп контактов, управляемых катушкой. Реле применяется вместе с цоколем, который вмонтирован в котле. К цоколю прицепляется вся нагрузка. При установке реле цоколь обеспечивается приоритет системы ГВС. Без такого реле обе тепловые нагрузки функционируют независимо.

Газовая котельная в частном доме: ВИДЕО

Ремонт

Самостоятельный ремонт повредившейся автоматики котла - дело не только малоприятное, но чаще всего и практически безнадежное, поскольку паспорта котлов пишутся всё-таки не для этих целей. А без точного знания схемы и всех тонкостей устройства автоматической системы простому человеку (не электронщику) лучше даже не начинать. Конечно, я не открою Америку, если скажу, что лучшим решением будет изначально брать котел с надежной автоматикой от уважаемого производителя, так вы меньше рискуете нарваться на неприятности.

Котлы типов ДКВ, ДКВР оборудованы смесительными горелками низкого давления и инжекционными горелками среднего давления. Автоматика состоит из комплекса приборов, позволяющих создавать различные системы регулирования и безопасности.

Электрогидравлический регулятор разрежения (рисунок ниже). Разрежение в топке котла измеряют с помощью тягомера, мембрана которого соединена с плунжером.

Схема электрогидравлического регулятора разрежения

1, 2 - электромагниты; 3 - реле; 4 - рычаг; 5 - гидросервомотор; 6 - шибер; 7 - тягомер; 8, 10 - обмотки; 9 - плунжер

Плунжер перемещается в катушке из двух обмоток. Обмотка питается от трансформатора электронного усилителя напряжением 12 В. При установленной величине разрежения мембрана удерживает плунжер в среднем положении, а напряжение на вторичной обмотке равно нулю. Если величина заданного разрежения изменится, то мембрана и связанный с ней плунжер переместятся от первоначального положения. При этом на вторичной обмотке возникнет напряжение переменного тока. Величина и фаза возникающего напряжения будут зависеть от направления и величины перемещения плунжера.

Возникающий в датчике сигнал переменного тока направляется транзисторному усилителю ТУ. В усилителе происходит сравнение этого сигнала с заданной величиной, устанавливаемой задатчиком ЗДТ. Если величина поступающего сигнала значительно отклоняется от заданной, то на выходе усилителя появится сигнал разбаланса. Этот сигнал поступает на контакты катушки электромагнитов или электрогидравлического реле. До появления сигнала разбаланса катушки электромагнитов были обесточены, а клапаны К 1 и К 2 закрывали слив воды из верхней и нижней полостей гидросервомотора. При этом обе полости находились под одинаковым рабочим давлением воды. При поступлении из усилителя ТУ напряжения на обмотку одного из электромагнитов сердечник и клапан электромагнита переместятся вверх, а одна из полостей сервомотора соединится со сливом. Всякое перемещение поршня сервомотора через рычаг вызывает соответствующее перемещение шибера дымохода. Перемещение будет продолжаться до тех пор, пока не восстановится заданное разрежение в топке котла. При достижении заданного разрежения сигнал переменного тока исчезнет, клапан электрогидравлического реле закроется и шибер дымохода стабилизирует свое положение.

Автоматизированная система «Кристалл».

На рисунке ниже показана принципиальная схема автоматизированной системы «Кристалл» применительно к паровым котлам типа ДКВР, оборудованным смесительными горелками низкого давления. Автоматика обеспечивает регулирование давления пара в котле, соотношения газа и воздуха, разрежения в топке и уровня воды в барабане котла. Рассмотрим принцип работы этих систем регулирования.

Принципиальная схема автоматизированной системы "Кристалл"

1, 10, 18, 25 - сервомотор; 2, 11, 17, 23 - электрогидравлическое реле; 3, 12, 16, 22 - усилитель; 4 - кран; 5, 6, 20 - дифференциальный тягомер; 7 - горелка; 8 - заслонка; 9 - предохранительно-запорный клапан; 13 - манометр; 14 - сосуд постоянного уровня; 15 - датчик; 19 - питательный клапан; 21 - котел; 24 - направляющий аппарат дымососа; 26 - дутьевой вентилятор

Регулирование количества поступающего газа на горелку в зависимости от давления пара в котле осуществляется усилителем. Электрический дистанционный манометр измеряет давление пара на выходе из котла и подает соответствующий электрический сигнал в усилитель, который через электрогидравлическое реле воздействует на сервомотор. Сервомотор, в свою очередь, изменяет положение регулирующей заслонки для обеспечения требуемого расхода газа на горелку. Для регулирования соотношения газа и воздуха служит усилитель. Датчиками этого регулятора служат дифференциальные тягомеры.

После изменения положения заслонки Сдавление газа и его расход также изменяются, и создается несоответствие давления воздуха новому давлению газа. Электрические сигналы, пропорциональные этому несоответствию, подаются от тягомеров в усилитель. Усилитель, получив эти сигналы, с помощью электрогидравлического реле и сервомотора воздействует на дутьевой вентилятор, приводя расход воздуха в соответствие с расходом газа.

Разрежение в топке котла регулируют следующим образом. Усилитель получает электрический сигнал от дифференциального тягомера и через электрогидравлическое реле и сервомотор воздействует на направляющий аппарат дымососа, приводя величину разрежения к заданной.

Уровень воды в барабане котла регулируют с помощью одноимпульсного регулятора питания с жесткой обратной связью. В качестве первичного прибора используют дифференциальный манометр, подключенный к барабану котла через сосуд постоянного уровня. Усилитель регулирует подачу питательной воды в котел в соответствии с отбором пара из котла. При изменении уровня воды в усилитель от датчика поступает электрический сигнал. В свою очередь, усилитель через электрогидравлическое реле и сервомотор воздействует на питательный клапан, регулируя подачу воды в котел через кран.

Автоматика безопасности обеспечивает прекращение подачи газа в аварийных случаях: падение давления газа, повышение и понижение уровня воды в барабане котла, превышение давления пара в котле, падение давления воздуха, перегрев воды в экономайзере или бойлере, погасание пламени горелки.

Датчики автоматики безопасности имеют независимые отборы импульсов и являются автономными. Подача газа прекращается при выходе одного из контролируемых параметров работы котлоагрегата за пределы допустимого. Это происходит следующим образом. Соответствующий датчик, контролирующий тот или иной параметр, срабатывает и обесточивает катушку электромагнита. Эта катушка установлена на головке предохранительно-запорного клапана типа ПКН. Обесточенный клапан закрывается, прекращая подачу газа к котлу. Одновременно срабатывает звуковая сигнализация и зажигается табло, показывающее причину остановки котла.

Комплект регулирующих электрических и электронных приборов автоматизированной системы «Кристалл» собран в одном блоке и монтируется в общем щите управления.

Обслуживание котлов с системой «Кристалл» заключается в контроле за их работой по показаниям приборов и сигнальных ламп, помещенных на пульте управления котельной. При горении красных ламп регуляторы работают на увеличение подачи газа, воздуха и разрежения. При горении зеленых - на уменьшение.

При выключении котла вследствие срабатывания автоматики безопасности оператор должен сразу же закрыть краны перед горелками, открыть краны продувочной линии и приступить к розжигу, предварительно выяснив причины нарушения того или иного параметра работы котла.

Комплект средств управления КСУ-1. Выпускаются следующие модификации: КСУ-1-Г-2 для водогрейных котлов на газе низкого давления (заменяет AMKO-K-I) и КСУ-1-Г-3 для водогрейных котлов на газе среднего давления (заменяет AMKO-K-II).

Напряжение питания комплекта трехфазное - 380/220 или 220/127 В (напряжение питающей сети устанавливается перемычками на колодке, расположенной на шасси в шкафу комплекта). Отклонение напряжения питания - от +10 до -15%. Частота 50±1 Гц. Максимальная потребляемая мощность - 150 В·А.

Комплект КСУ-1-Г (рисунок ниже) и поставляемые с ним датчики и исполнительные устройства обеспечивают двухпозиционное регулирование производительности котла и автоматику безопасности. Подача газа к котлу прекращается при предварительном повышении или понижении его давления перед горелками, понижении давления воздуха, понижении разрежения, повышении или понижении давления воды на выходе из котла, повышении температуры воды на выходе из котла, погасании пламени, неисправности блоков комплекта, исчезновении напряжения питания.

Принципиальная схема комплекта средств управления КСУ-1-Г

1 - шкаф комплекта; 2, 3 - отсечные клапаны; 4 - клапан-отсекатель запальника; 5, 17 - исполнительные механизмы типа ЭИМ; 6 - датчик-реле температуры; 7, 10, 11, 18 - датчики-реле тяги, давления, напора; 8 - электрозапальник; 9 - катушка зажигания; 12 - горелка; 13 - контрольный электрод; 14 - манометр электроконтактный; 15, 16 - термометры манометрические; Т 1 - табло «Авария»; Т 2 - табло «Работа»; Л 1 - Л 14 - лампы: Л 1 - «Сеть»; Л 2 - «Нет пламени»; Л 3 - «Разрежение низкое»; Л 4 - «Давление воздуха низкое»; Л 5 - «Давление воды низкое»; Л 6 - «Давление воды высокое»; Л 7 - «Температура воды высокая»; Л 8 - «Давление газа низкое»; Л 9 - «Давление газа высокое»; Л 10 - «Комплект неисправен»; Л 11 - «Нет резервирования»; Л 12 - «Температура отходящих газов высокая»; Л 13 - «Котел отключен общекотельным устройством»; Л 14 - «Включено»; K 1 - К 5 - кнопки: K 1 - «Пуск»; К 2 - «Стоп»; К 3 - «Отключение звуковой сигнализации»; К 4 - «Отключение световой сигнализации»; К 5 - «Контроль сигнализации»; П 1 - переключатель «Работа с общекотельным устройством»; ЛС-1 - ЛС-4 - линии связи: ЛС-1 - «Питающая сеть 380/220 В, 50 Гц»; ЛС-2 - «Сигнал диспетчеру» (а - «Включение питающего напряжения»; б - «Авария»); ЛС-3 - «Дистанционное управление» (в - «Пуск»; г - «Останов»; д — «Включение регулирования»); ЛС-4 - «Сигналы от общекотельного устройства регулирования» (е - «Пуск - стоп»; ж - «Малое горение - Большое горение»)

Автоматика обеспечивает: световую и звуковую аварийную сигнализацию с запоминанием первопричины по каждому из аварийных параметров; предупредительную сигнализацию при нарушении работы одного из резервных каналов комплекта и при повышении температуры отходящих газов; выдачу на диспетчерский пункт сигналов о подаче питающего напряжения на комплект и об аварийной остановке котла; дистанционное включение и отключение котла, а также включение регулирования; работу от общекотельного устройства регулирования; автоматические пуск и останов котла; рабочую сигнализацию.

Комплект расположен в навесном шкафу с габаритными размерами 620x910x395 мм. Масса комплекта не более 70 кг. На задней стенке шкафа размещена силовая коммутационная аппаратура: магнитные пускатели, реле, клеммные колодки. Автоматический выключатель А3163 (50 Гц, 40 А) установлен на боковой стенке с левой стороны шкафа. Органы оперативного управления и сигнализации расположены в верхней части лицевой стороны двери шкафа. В нижней части на внутренней стороне шарнирно прикреплены каркасы, в которых с помощью направляющих устанавливают функциональные субблоки, выполненные в виде защищенных и незащищенных вдвижных монтажных плат. Электрическое соединение субблоков с общими цепями осуществляется с помощью разъемов. Шарнирное крепление каркасов обеспечивает свободный доступ к субблокам.

Магнитный пускатель МП электродвигателя вентилятора на схеме не показан, так как установлен в шкафу комплекта. С комплектом поставляется один электронный исполнительный механизм (ЭИМ), но по требованию заказчика могут поставляться два.

Причины аварий и приборы контролирующие тот или иной параметр, приведены в таблице ниже.

Причина аварии		Позиция (см. рис. 56)	Лампа световой сигнализации
Повышение температуры горячей воды	Термометр манометрический ТПГ-СК, 0-160"С		«Температура воды высокая»
Понижение разрежения	Датчик-реле тяги ДТ-40- 1К		«Разрежение
Повышение давления газа	Манометр, показывающий сигнализирующий ЭКМ-1Удяя КСУ-1-Г-3, датчик-реле давления ДЦ- 06-1Кдля КСУ-1-Г-2		«Давление газа высокое»
Понижение давления газа	Датчик-реле давления ДЦ-06-1Кдля КСУ-1-Г-3, датчик-реле напора ДН- 250-1Кдля КСУ-1-Г-2		«Давление газа низкое»
Понижение давления воздуха	Датчик-реле напора ДН- 250-1К		«Давление воздуха низкое»
Повышение или понижение давления воды	Манометр показывающий сигнализирующий ЭКМ- 1У		«Давление воды низкое», «Давление воды высокое»
Погасание пламени горелки	Электрод контрольный типа КЭ		«Нет пламени»
Неисправность блоков и повышение напряжения питания интегральных микросхем			«Комплект неисправен»

Сигнал датчика разрежения подается на элемент задержки, чтобы исключить влияние переходного процесса во время розжига основного факела и при регулировании производительности котла. Время задержки сигнала датчика разрежения устанавливают тумблерами «1 с», «2 с», «4 с», «8 с» блока реле времени с дискретностью 1 с в диапазоне от 0 до 15 с. К блоку контроля факела подводится как сигнал контроля основного факела (факела горелки), образующийся с помощью контрольного электрода, так и сигнал контроля пламени электрозапальника.

При срабатывании датчиков, контролирующих параметры безопасности, а также при исчезновении напряжения питания обесточиваются исполнительные реле, разрывая цепи питания отсечных клапанов, и подача газа к котлу прекращается. Одновременно загораются световое табло «Авария» и сигнальная лампа первопричины аварии, замыкается цепь питания источника звукового сигнала (не входящего в комплект поставки КСУ-1). Звуковой сигнал отключают нажатием кнопки «Отключение звуковой сигнализации». Отключение световой аварийной сигнализации должно производиться только после устранения причины появления аварийного сигнала нажатием кнопки «Отключение световой сигнализации». В комплекте предусмотрена блокировка, не позволяющая сбросить световую сигнализацию раньше звуковой. После сброса сигнализации и послеостановочной вентиляции (60 с) комплект вновь готов к работе, но пустить его можно только с помощью кнопки «Пуск», а не дистанционно.

Если при включении светового табло «Авария» и сигнальной лампы «Комплект неисправен» их не удается отключить нажатием на кнопку, значит, повысилось напряжение питания интегральных микросхем и сработала защита. Необходимо отключить сетевой автоматический выключатель и устранить неисправность.

При повышении температуры отходящих газов и выходе из строя резервных узлов комплекта включаются соответствующие сигнальные лампы предупредительной сигнализации «Температура отходящих газов высокая» и «Нет резервирования». Котел при этом продолжает работать, и необходимо принять меры для устранения причин, вызвавших включение сигнализации. Нажатием кнопки «Контроль сигнализации» проверяют исправность сигнальных ламп и источника звукового сигнала.

Комплект обеспечивает рабочую сигнализацию лампами и табло «Сеть», «Работа», «Регулирование мощности включено», «Котел отключен общекотельным устройством», порядок работы которых рассмотрен далее.

Автоматика регулирования обеспечивает поддержание в заданных пределах температуры воды на выходе из котла, регулирование подачи воздуха и разрежения в топке. Регулирование может осуществляться в двух режимах: совместно с общекотельным устройством и без него. Выбор режима регулирования осуществляют переключателем «Работа с общекотельным устройством».

При работе без общекотельного устройства датчиком в системе регулирования является манометрический термометр (см. рисунок выше). Если температура горячей воды находится в интервале между нижним и верхним регулируемыми значениями (стрелка манометра находится между обоими неподвижными контактами, и оба контакта разомкнуты), газ к горелке поступает через два клапана: «Большого горения» (КГ-70 для КСУ-1-Г-2 либо КГ-40 для КСУ-1-Г-3) и «Малого горения» (КГ-40 либо КГ-20 соответственно), заслонки на воздуховоде и газоходе полностью открыты. Замыкание контакта при достижении верхнего регулируемого значения температуры приводит к отключению клапана «Большое горение», срабатывают ЭИМ, перекрывая частично воздуховод и газоход (положение максимального и минимального открытий заслонок регулируют в процессе наладки) и устанавливая соответствующее соотношение газ - воздух. Котел переходит в режим «Малое горение». При последующем снижении температуры воды вновь открывается клапан «Большое горение» и изменяются положения заслонки и шибера, то есть регулирование производится в 40 или 100% тепловой мощности горелки. При этом клапан «Малого горения» постоянно открыт.

При работе без общекотельного устройства комплект КСУ-1 выполняет следующие команды: сигнал на останов котла; сигнал на пуск котла; сигнал на установку 100 %-ного открытия регулирующего органа подачи газа, заслонок на воздуховоде и газоходе («Большое горение»); сигнал открытия регулирующих органов на «Малое горение».

Включение устройства регулирования мощности при первом пуске (как с общекотельным устройством, так и без него) осуществляют вручную путем нажатия на кнопку «Регулирование мощности включено», сопровождающегося загоранием соответствующей сигнальной лампы, причем это включение автоматикой пуска разрешается только после прогрева котла (минимум 120 с после установки устойчивого горения факела).

При поступлении от общекотельного устройства сигнала на отключение клапаны закрываются, включается лампа «Котел отключен общекотельным устройством», и через 60 с послеостановочной вентиляции комплект готов к принятию сигнала пуска. По сигналу пуска от общекотельного устройства производится автоматический розжиг в последовательности, указанной далее в подразделе «Пуск и останов котла».

Если в процессе нормальной работы с общекотельным устройством возникает сигнал аварии или будет нажата кнопка «Стоп», то котел отключится и пуск его может быть осуществлен только с помощью кнопки «Пуск», а включение устройства регулирования мощности - с помощью соответствующей кнопки.

Пуск и останов котла. Перед началом работы комплекта КСУ-1 необходимо выставить на наборном поле блока дешифратора следующие временные выдержки (с дискретностью 1 с в диапазоне 1-63 с и 0,5 мин в диапазоне 0,5-63,5 мин): задержки на включение контроля разрежения; понижения давления воды и воздуха; предварительной вентиляции топки; розжига запальника; розжига основного факела; на установку устойчивого горения основного факела; прогрева котла перед включением регулирования производительности (при работе с общекотельным устройством); послеостановочной вентиляции.

Перед каждым пуском комплекта включают автоматический выключатель А3163 (при этом должна загореться лампа «Сеть»); проверяют исправность световой и звуковой сигнализации нажатием на кнопку «Контроль сигнализации»; убеждаются в отсутствии аварийных параметров; выбирают режим работы комплекта (с общекотельным устройством или без него) путем установки переключателя в соответствующее положение.

Для пуска котла оператору необходимо нажать на кнопку «Пуск», после чего включается лампа «Пуск» и комплект начинает отрабатывать программу розжига в такой последовательности; ставится под контроль отсутствие аварийного состояния температуры и давления воды; включаются электродвигатели вентилятора, дымососа, циркуляционного насоса; заслонки на воздуховоде и газоходе устанавливаются исполнительными механизмами на 100 %-ное открытие. Через 10 с включается под контроль отсутствие аварийного состояния по понижению разрежения в топке и давления воды и воздуха. В течение 60 с дополнительно производится предварительная вентиляция топки, после чего заслонки на воздуховоде и газоходе переводятся на 40 %-ное открытие. В таком состоянии начинается цикл розжига горелки включением клапана-отсекателя запальника КГ-10 и подачей питания на катушку зажигания Б-115.

Одновременно контрольный электрод пламени электрозапальника подключается к схеме, и через 5 с включается контроль действия устройства зашиты по погасанию пламени. После поступления на схему сигнала о наличии пламени запальника подается питание на клапан-отсекатель «Малое горение» и отсчитывается выдержка времени (5 с) на завершение розжига. После отсчета выдержки времени отключается контрольный электрод пламени запальника и подключается контрольный электрод для контроля факела горелки; загорается световое табло «Работа», и гаснет лампа «Пуск»; ставятся под контроль датчики защиты по понижению и повышению давления газа. Отсчитывается время (60 с) на установку устойчивого горения факела горелки, после чего отключается клапан-отсекатель запальника и начинается отсчет времени (минимум 120 с, но это время может быть изменено) на прогрев котла с последующим включением регулятора мощности при работе с общекотельным устройством. Далее котел выходит на режим и готов к регулированию производительности от общекотельного устройства или без него. Включение регулятора мощности в режиме работы без общекотельного устройства осуществляется после включения светового табло «Работа» (окончание розжига котла) оператором путем нажатия на кнопку «Регулирование мощности включено» по истечении времени, оговоренного в инструкции по эксплуатации котла.

Если один из параметров безопасности имеет перед началом пуска (после нажатия кнопки «Пуск») предаварийное значение и (или) при подключенном общекотельном устройстве от него идет сигнал на останов котла, то пуска не произойдет.

Одновременно с началом пуска вырабатываются сигналы для блокировки системы на случай неудачного розжига: если в процессе розжига после подачи газа срабатывает защита либо схема отключается общекотельным устройством или кнопкой «Стоп», эти сигналы обеспечивают обязательное проведение после остановочной вентиляции (60 с), в течение которой пуск заблокирован, и только после отработки этого времени схема возвращается в предпусковое состояние. Если отключение котла по тем или иным причинам произойдет до подачи газа (до открытия клапана-отсекателя запальника), то послеостановочная вентиляция не проводится и блокировки последующего пуска не происходит, розжиг котла может быть повторен сразу же.

Для останова котла оператору достаточно нажать на кнопку «Стоп», а при полном окончании работы - отключить автоматический выключатель в шкафу комплекта.

Комплект средств управления КСУ-2П.

Для котлов, работающих на газовом топливе, выпускаются следующие модификации:

• КСУ-2П-1-Г (в составе блоков управления и сигнализации БУС-1 и блока коммутационных элементов БКЭ-1) - для котлов с естественной циркуляцией с разрежением;
• КСУ-2П-2-Г (в составе блоков БУС-2 и БКЭ-1) - для котлов с естественной циркуляцией с наддувом;
• КСУ-2П-3-Г (в составе блоков БУС-3 и БКЭ-2) - для котлов прямоточных с наддувом.

Напряжение питания комплекта - трехфазная сеть 380/220 или 220/127 В с колебаниями в пределах от +10 до -15 %. Напряжение питания устанавливают с помошью перемычек на колодке, расположенной в блоке управления и сигнализации (БУС). Частота переменного тока 50 ± 1 Гц. Потребляемая мощность не более 300 В·А.

КСУ-2П совместно с датчиками и исполнительными устройствами обеспечивает: двухпозиционное регулирование основных технологических параметров котла (стабилизацию уровня воды в барабане - для КСУ-2П-1-Г и КСУ-2П-2-Г; стабилизацию давления пара - для всех модификаций); автоматику безопасности (подача газа к котлу прекращается при аварийных понижении и повышении давления газа, понижении давления воздуха, повышении давления пара на выходе из котла, отсутствии пламени горелки, аварийных повышении и понижении уровня в барабане котла - для КСУ-2П-1-Г и КСУ-2П-2-Г, понижении разрежения в топке котла - для КСУ-2П-1-Г, при аварийном повышении температуры пара на выходе из котла и температуры отходящих газов - для КСУ-2П- 3-Г); световую и звуковую аварийную сигнализацию с запоминанием первопричины аварии; выдачу на диспетчерский пульт сигналов о включении комплекта и останове котла; автоматический пуск и останов; рабочую сигнализацию.

БУС содержит функциональные блоки. На передней панели БУС размещены органы оперативного управления и сигнализации (рисунок ниже). Кроме того, БУС включает в себя промежуточные реле, используемые для управления исполнительными устройствами котла и магнитными пускателями блока БКЭ 16, а также и для переключения цепей БУС в процессе выполнения программы управления.

Комплекты средств управления КСУ-2П

1 - блок питания газовый типа БПГ; 2,3 - электромагниты клапанов «Большое горение» и «Малое горение»; 4 - клапан запальника; 5, 10- исполнительные механизмы типа ЭИМ; 6, 11 - 14 - датчики-реле тяги, напора, давления; 7 - уровнемерная колонка; 8 - электрозапальник; 9 - контрольный электрод; 15 - катушка зажигания; 16 - блок БКЭ; 17 - блок БУС; 18 - автоматический выключатель сети; Л1 - Л 13 - лампы: Л1 - «Сеть»; Л2 - «Нет пламени»; ЛЗ - «Давление пара высокое»; Л4 - «Уровень воды низкий»; Л5 - «Уровень йоды высокий»; Л6 - «Давление топлива низкое»; Л7 - «Давление топлива высокое»; Л8 - «Давление воздуха низкое»; Л9 - «Температура топлива низкая»; Л10 - «Разрежение низкое»; Л11 - «Большое горение»; Л12 - «Малое горение»; Л13 - «Котел отключен»; К1-Кб - кнопки: К1 - «Отключение световой сигнализации»; К2 - «Отключение звуковой сигнализации»; КЗ - «Включение регулятора»; К4 - «Пуск»; К5 - «Стоп»; К6 - «Контроль сигнализации»; П1-П4 - переключатели: П1 - «Насос топливный»; П2 - «Вентилятор, дымосос»; ПЗ - «Насос питательный»; П4 - «Топливо» с положениями «Газ» (I), «Мазут» (II), «Легкое жидкое» (III); ЛС-1 - линия связи «Сигнал диспетчеру»: «Работа» (А), «Авария» (Б); ЛС-2 - «Питающая сеть 380/220 В , 50 Гц»

Блоки БУС-1, БУС-2 и БУС-3 выполняют аналогичные функции, при этом БУС-2 отличается от БУС-1 отсутствием элементов, обеспечивающих управление ЭИМ заслонкой на газоходе и аварийную защиту и сигнализацию по понижению разрежения, а БУС-3 от БУС-1 - наличием: цепей, обеспечивающих автоматическое включение устройства регулирования давления пара на выходе из котла; элементов, обеспечивающих защиту и сигнализацию по повышению температуры пара и отходящих газов; элементов, обеспечивающих переключение скорости двигателя питательного насоса с 40 на 100% (вместо отключения и включения этого двигателя в БУС-1). Отсюда и отличия в органах оперативного управления и сигнализации на передней панели блоков. На блоке БУС-2 по сравнению с БУС-1 отсутствует лампа «Разрежение низкое» и слово «дымосос» над переключателем «Вентилятор, дымосос». На блоке БУС-3 на месте отсутствующих ламп «Уровень воды низкий», «Уровень воды высокий» установлена лампа «Нет циркуляции»; отсутствуют лампы «Температура топлива низкая» и «Разрежение низкое»; вместо одного переключателя «Питательный насос» установлены два: «40%» и «100%».

Блоки коммутационных элементов (БКЭ) содержат блок запального устройства с выходом на катушку зажигания, реле и магнитные пускатели для коммутации силовых цепей двигателей и электромагнитов, а также автоматический выключатель А3163 (50 Гц, 40 А). Схема БКЭ-2 отличается от схемы БКЭ-1 наличием цепей переключения обмоток двигателя питательного насоса со схемы «треугольник» на схему «звезда». Элементы БКЭ размещены в настенном шкафу.

Схема автоматизации котла с помощью комплекта КСУ-2П-1-Г показана на рисунке выше. КСУ-2П-2-Г и КСУ-2П-3-Г используют на котлах с наддувом, и в их схемах должны отсутствовать дымосос, исполнительный механизм 5 и датчик-реле тяги 6. Кроме того, в схему с КСУ-2П-3-Г дополнительно включают датчики защиты по повышению температуры пара на выходе из котла и температуры от уходящих газов и исключают уровнемерную колонку (см. рисунок выше).

Автоматика безопасности и сигнализация. Причины аварийных ситуаций, при которых отключается подача газа, а также средства управления ими приведены в таблице ниже.

Причина аварии		Позиция (см. рис. 57)	Лампа световой сигнализации	Модификация комплекта
Повышение давления пара	Датчик-реле давления ДД-10-0К (клеммы 3,4)		«Давление пара высокое»	КСУ-2П-1-Г; КСУ-2П-2-Г;
Повышение давления газа	Датчик-реле напора ДН-250-0К		«Давление газа высокое»
Понижение давления газа			«Давление шаза низкое»
Понижение давления воздуха			«Давление
Погасание пламени горелки	Электрод контрольный типа КЭ		«Нет пламени»
Понижение разрежения	Датчик-реле тяги ДТ-40		«Разрежение низкое»
Понижение уровня воды б барабане котла	Уровнемерная колонка УК-4 и электрод на уровне НАУ		«Уровень	КСУ-2П-1-Г;
Повышение уровня воды в барабане котла	То же, на уровне ВАУ		«Уровень высокий»
Повышение температуры пара			«Нет циркуляции»
Повышение температуры отходящих газов	Датчик-реле температуры ТУДЭ-5

Сигналы датчиков разрежения и давления газа, поступая на один из блоков реле времени, задерживаются соответственно на 3 и 4 с, чтобы заблокировать от ложного срабатывания устройства защиты по этим параметрам при розжиге основного факела или переходе котла с режима «Малое горение» на режим «Большое горение». Время задержки устанавливают дискретно переключателями, расположенными в БУС. Блок контроля факела работает как с контрольным электродом, так и с контрольным электродом электрозапальника, сигнал контроля наличия факела запальника после розжига основного факела отключается, его заменяет сигнал контроля наличия основного факела.

При возникновении предаварийной ситуации, а также при исчезновении напряжения питания обесточиваются электромагниты клапанов «Большое горение» и «Малое горение» блока подачи газа (БПГ), подача газа к котлу прекращается, загораются лампы «Котел отключен» и первопричины аварии и включается источник звукового сигнала, не входящий в комплект КСУ-2П. Одновременно на диспетчерский пульт выдается сигнал «Авария». Звуковой сигнал снимают нажатием на кнопку «Отключение звуковой сигнализации». Отключение световой аварийной сигнализации может быть произведено только после устранения причины появления аварийного сигнала нажатием на кнопку «Отключение световой сигнализации». Нажатием кнопки «Контроль сигнализации» блока БУС можно проверить исправность сигнальных ламп источника звукового сигнала.

Комплект обеспечивает рабочую си гнализацию лампами «Сеть», «Пуск», «Малое горение», «Большое горение» и «Котел отключен».

Для разных видов котлов используются различные виды автоматики безопасности и регулирования. Обусловлено это разными условиями горения, свойствами видов топлива, объемами котлов и их предназначением. Помимо этого, автоматика для одного вида котлов может существенно отличаться.

Виды водогрейных котлов и их автоматика

Управление задвижками в котлах может производиться со щита, дистанционно. При этом он имеет все необходимые блокировки. Таким образом, закрыть задвижку на трубопроводе воды не предоставляется возможным, пока не будет закрыта задвижка на газопроводе. Блокируются и прочие действия, которые могут нарушить правильность функционирования системы, то есть автоматика полностью отвечает за безопасность эксплуатации агрегатов, что снижает риск возникновения аварии до минимума.

Функциональность автоматики водогрейных котлов

В большинстве случаев автоматика для котлов подразумевает следующие функции:

• Автоматический розжиг;


• Управление водогрейным котлом во время его работы, например, регулирование температуры и ее поддержка;


• Ведение учета расхода топлива, что позволяет отслеживать расходы на топливо;


• Автоматическая остановка работы водогрейного котла в случае аварийной ситуации;


• Включение звуковой и световой сигнализации;


• Остановка работы водогрейного котла при необходимости.

Для удобства использования прибора можно приобрести прибор с графическим, текстовым, цветным дисплеем, на который может выводиться мнемосхема объектов. Сегодня на рынке представлено много модификаций автоматизации относительно этих параметров, поэтому у покупателей есть возможность выбрать наиболее подходящий для них вариант.

Как правило, автоматика для котла позволяет регулировать подачу топлива по обратной связи или по временным настройкам. Кроме этого, система оснащается устройством, которое отвечает за прерывание подачи топлива в случае аварийной ситуации, что снижает риск возникновения нештатной ситуации, а также значительно повышает уровень безопасности применяемого оборудования.

Управление автоматикой водогрейных котлов

• Электрическим манометром осуществляется изменение давления топлива в трубопроводе;


• Термометром сопротивления (ТСМ) - повышение температуры воды;


• Дифференциальным манометром - уменьшение расхода воды;


• Контрольным электродом или фотосопротивлением ФСК - погасание факела в горелках;


• Датчиком тяги ДТ - падение разрежения в топке.

Преимущества автоматических котлов

Этот тип котлов наиболее востребован на сегодняшний день, и объясняется это рядом причин. Во-первых, автоматические котлы не требуют постоянного присутствия человека. Во-вторых, при необходимости отрегулировать процесс работы нет необходимости подходить к агрегату, весь процесс регулируется при помощи автоматики. В-третьих, автоматика позволяет вывести безопасность котлов при их эксплуатации на максимально безопасный уровень.

Таким образом, использование автоматики позволяет сделать использование такого рода агрегатов не только очень удобным, но и максимально безопасным. Они могут предотвратить неправильность действий (заблокировать какую-либо команду и сообщить об этом), предотвратить возникновение аварийных ситуаций методом отключения системы.

Разновидности автоматики водогрейных котлов

Такое различие агрегатов объясняется тем, что одни могут использоваться для бытовых нужд, другие - для мелких производств, а третьи - для производственных цехов огромных размеров. Каким бы ни был водогрейный котел, для него можно подобрать соответствующую автоматизацию, при этом котловая автоматика может различаться не только внешним видом, но и определенной функциональностью (наличием специальных кнопок управления, дисплеем и т.д.), что полностью зависит от модификации самого агрегата.

Следует отметить, что новейшие модели водогрейного оборудования сразу подразумевают наличие автоматики, что значительно упрощает процесс покупки. Нет необходимости дополнительно подыскивать ту или иную модель. Если в комплектацию котла не входит автоматизация, зачастую ее предлагают приобрести вместе с агрегатом, что также удобно для покупателя.

Использование материалов разрешено только при наличии индексируемой ссылки на страницу с материалом.