Игнатьев А. Г., Фетисов Л. В.

Казанский государственный энергетический университет, Россия

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

ВОДОГРЕЙНЫМИ КОТЛАМИ

Эффективность использования энергоресурсов в сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) является одной из актуальных тем на сегодняшний день. Регулярный рост тарифов на энергетические ресурсы (особенно на тепловую энергию) требует применения комплексных решений при производстве, транспортировке и использовании энергоресурсов.

Целью данной работы является достижение оптимальных производственно - экономических, технологических и технических параметров работы котельных установок, обеспечивающих тепловой энергией объекты ЖКХ, за счет внедрения автоматизированных систем управления (АСУ).

Автоматизированная система управления предназначена для управления работой технологического оборудования водогрейных котлов типа КВГМ в соответствии с технологическим регламентом и режимной картой.

АСУ позволяет оптимизировать работу силовых элементов водогрейных котлов с учетом таких факторов, как калорийность газа, нежелательные подсосы воздуха, изменение давления окружающего воздуха, его температуры и влажности в течение суток и при смене сезонов года, при этом коэффициент избытка воздуха a_т = 1,07…1,2 во всех режимах работы котельной установки (кроме переходных).

Объектами контроля и управления АСУ являются:

¾ система подачи воздуха на горение;

¾ система подачи газа;

¾ система регулирования разрежения в топке;

¾ система регулирования уровня воды в барабане;

¾ система регулирования температуры воды на выходе котла.

Все приборы, датчики, преобразователи сигналов имеют унифицированный выходной сигнал (0 - 5 мА, 0 - 20 мА, 4 - 20 мА, 0 - 10 В), погрешность измерения не более 1,0 %.

Исполнительные механизмы располагаются непосредственно у технологического оборудования.

Структура АСУ является иерархической и распределенной. На нижнем уровне располагаются датчики давления, перепада давления, температуры, уровня и расхода теплоносителя, исполнительные механизмы, а также средства дистанционного управления (местные посты) исполнительными механизмами (задвижками, клапанами и др.), позволяющие оператору вести технологический процесс в ручном аварийном режиме или в процессе наладки.

Логика управления реализуется на среднем уровне системы, где расположен основной модуль системы, базирующийся на промышленном программируемом контроллере производства Schneider Electric [1], оснащенном необходимыми устройствами ввода/вывода информации. Основной модуль представляет собой комплекс технических и программных средств.

Контроллер выполняет функции сбора, обработки информации, управления, регулирования и защиты котла от нештатных ситуаций, подачи предупредительной и аварийной сигнализации, блокировок. Конструктивно основной модуль контроллера установлен в отдельном шкафу со своим пультом управления и панелью для отображения параметров.

В состав шкафа входят все требуемые для функционирования блоки и модули контроллера [2], а также релейно-контакторная аппаратура управления исполнительными устройствами (при невысокой функциональности системы).

В верхний уровень системы входят средства, выполняющие функции отображения информации в различной форме, ее архивирование и запись, а также функции дистанционного управления основным модулем контроллера путем прямого регулирования исполнительных устройств или изменения параметров и уставок регулирования исполнительных устройств.

Техническим средством реализации верхнего уровня является автоматизированное рабочее место оператора на базе персонального компьютера.

Операторская станция устанавливается на центральном посту управления котлом и связана с основным контроллерным модулем по сети Ethernet.

Для повышения надежности функционирования верхнего уровня системы может устанавливаться дополнительная операторская станция для дублирования функций и «горячего» резервирования.

Годовой экономический эффект от внедрения автоматики исчисляется по формуле [3]:

Где – себестоимость 1 Гкал до внедрения автоматизированной системы и после внедрения соответственно (руб), , ; – годовой полезный отпуск тепла потребителям (Гкал), ; – капитальные затраты на автоматизацию (руб), ; – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений = 0,15, таким образом:

Срок окупаемости капитальных вложений равен:

Литература:

1. http://www.mka.ru/?p=41769;

2. Автоматизированные системы управления http://www.rsys.ru;

3. Библиотека хозяйственного руководителя. Экономика предприятия: Учебник – 2-е изд. / Семенов В.Н., Баев И.А.