Исаков А.В., главный инженер ООО КБ "АГАВА", кандидат технических наук
Среди водогрейных котлов средней мощности одним из самых распространенных в России и постсоветском пространстве является водотрубный газомазутный котел КВ-ГМ-35-150 (ПТВМ-30М, ТВГМ-30, ПТВМ-30) производства ОАО «Дорогобужкотломаш». Котлы выпускаются серийно с 1960 года и в настоящее время практически в каждой котельной тепловой мощностью более 30 МВт имеется один или несколько котлов ПТВМ-30М (ТВГМ-30, ПТВМ-30).
С появлением современных систем автоматизации котлового оборудования актуальной становится задача модернизации систем автоматики котла. Внедренная еще в 70-х, 80-х годах прошлого века котельная автоматика кардинально не соответствует требованиям существующих на сегодняшний день СНиПов и правил безопасности. Не выполняются требования контроля герметичности газовых блоков, автоматического (без участия оператора) розжига горелок котла, автоматического регулирования параметров. Как правило, все системы работают в ручном режиме, что абсолютно недопустимо по требованиям безопасности. Кроме того ручное регулирование мощности котла и параметров горения (соотношения топливо-воздух) приводит к неэффективному использованию топлива в режимах избытка или недостатка воздуха для горения.
В данной статье мы познакомим Вас с опытом разработки, изготовления и внедрения системы автоматики на котлах ПТВМ-30, построенной на контроллерах и приборной продукции Конструкторского Бюро «АГАВА»,
г. Екатеринбург. Продукция предприятия представлена на рынке автоматики более 15 лет, имеет необходимые разрешительные документы Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.
Автоматика котла при работе на газовом топливе в соответствии с руководством по эксплуатации на котел, правилами безопасности ПБ 12-529-03 и ПБ 10-574-03,
СНиП II-35-76должна обеспечивать:
- защитное отключение горелок при наступлении одного из событий:
- повышении/понижении давления газа перед горелкой;
- понижении давления воздуха перед горелкой;
- понижении разряжения в топке;
- понижении/повышении давления воды на выходе котла,
- понижении расхода воды через котел;
- погасании факела в топке;
- прекращения подачи электроэнергии или исчезновения напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления и средствах измерения.
- послеаварийную вентиляцию топки не менее 10 минут.
Кроме реализации всех обязательных требований автоматика ООО КБ «АГАВА» выполняет:
- автоматическое регулирование мощности котла,
- автоматическое плавное регулирование:
- соотношения топливо/воздух,
- разрежения в топке котла,
- температуры воды поступающей на вход котла;
- управление и защиту котла при работе на резервном жидком топливе.
Особенностями котла ПТВМ-30М по сравнению с другими котлами являются:
- шесть горелок котла расположенных по три горелки на боковых сторонах топки в два ряда;
- обычно две горелки нижнего ряда расположенные по диагонали друг от друга являются растопочными (т.е. имеют свои запальные горелки для розжига основных), а остальные горелки разжигаются от факелов растопочных горелок;
- наличие двух дутьевых вентиляторов подачи воздуха на горелки и двух или одного дымососа.
Большое количество элементов котла, подлежащих управлению автоматикой безопасности и регулирования, несколько режимов работы котла, предполагает применение различных схем автоматизации котла. За время разработки и изготовления котловой автоматики предприятием ООО КБ «АГАВА» за период с 2007 по 2010 год выполнена автоматизация более десяти котлов ПТВМ-30М:
два котла ПТВМ-30М г.Рязань, ОАО «Рязанская ГРЭС»;
три котла ПТВМ-30М г.Урай, МУП «Урайтеплоэнергия»;
один котел ПТВМ-30М, г.Смоленск, разработчик проекта ООО «Контек»;
два котла ПТВМ-30М, г.Тобольск, ООО «Тепломонтажналадка»;
два котла ПТВМ-30М, г.Пермь, заказчик ООО «Энергетические технологии урала»;
один котел ПТВМ-30М, г.Сыктывкар, ОАО «Пригородный».
В настоящее время ООО КБ «АГАВА» разрабатывает проект автоматизации двух котлов ТВГМ-30 в котельной ОАО «Огнеупоры», г. Богданович.
При разработке и изготовлении системы автоматики котлов ПТВМ-30М были реализованы различные варианты схем автоматизации. В первую очередь состав системы автоматики определяется: схемой газового тракта котла, алгоритмом управления горелками и вариантом регулирования соотношения топливо/воздух.
Исходя из расположения трубопроводов газа и количества отсечных клапанов горелок котла наибольшее распространение получили следующие газовые схемы:
- с одним общим первыми по ходу газа отсечным клапаном и запорно-регулирующим клапаном по газу перед горелкой, как показано на рисунке 1;
Рисунок 1
- с двумя отсечными клапанами по газу на каждую горелку (второй по ходу газа клапан является запорно-регулирующим для обеспечения плавного розжига горелки), как показано на рисунке 2.
Рисунок 2
Выбор той или иной газовой схемы определяется удобством и возможностью установки и эксплуатации клапанов на горизонтальном участке около горелок котла, а так же оптимизацией затрат на приобретение отсечного оборудования. Так как регулирование мощности котла выполняется заслонкой на общем участке трубопровода привод запорно-регулирующего клапана перед каждой горелкой предпочтительно устанавливать привод, обеспечивающий плавное открытие заслонки газа перед горелкой котла для обеспечения бесхлопкового (безударного) розжига в соответствии с реализованным в контроллере АГАВА 6432.10 программно-аппаратном устройстве для плавного розжига горелки (защищено патентом на полезную модель №72531 от 20.04.2008 г).
