Методика автоматизации котельных

Сейчас на рынке оборудования для построения современной и технологичной котельной находится множество различных аппаратных и программных продуктов для увеличения энергоэффективности работы системы в целом, либо отдельных элементов, за счет автоматизации управления. Такой подход гарантирует максимальные показатели надежности и эффективности, за счет чего появляется возможность для реализации сложных алгоритмов, которые адаптируют рабочие процессы котельного оборудования под любой индивидуальный объект.

Сейчас, котельная – это инженерное сооружение, в основе которого лежат самые современные разработки и методики из областей теплотехники, автоматики и строительства, позволяющие оптимально нагревать теплоноситель системы теплоснабжения.

Котельные подразделяются по типу и назначению используемых котлов на паровые, водогрейные и смешанные. Также разделение есть и по виду топлива в котлах: газ, дизельное топливо или масло, твердое топливо, комбинированное.

На данный момент в каждом котле применяется заводская система автоматики для управления горелкой и самим котлом с помощью сигналов от различных датчиков и элементов безопасности, поддерживая параметры работы устройства в норме.

Полностью автоматизировано довольно малое количество котельных на территории нашей страны. Полная автоматизация дает возможность автономно работать без аварий и остановок, адаптируясь к погодным условиям и количеству потребляемой мощности.

Перечислим решаемые автоматизацией задачи:

• управление включением и отключением оборудования, в штатном и аварийном режимах;

• подстройка рабочих параметров котельного оборудования;

• оптимизация работы котельной с несколькими котлами;

• автоматизация контроля характеристик теплоносителя, выходящего из котельной;

• управление насосным оборудованием с помощью частотных преобразователей;

• повышение защиты котельного оборудования от перегрузок;

• автоматизация сигнализации в случае нештатной ситуации;

• оптимизация работы всей системы.

В реальной жизни порядка 80 процентов времени использования котла во время отопительного сезона, он нагружается всего на половину своей мощности. Нетрудно определить, что за весь год этот параметр равен каким-то 30 процентам. Из вышесказанного следует неэффективность эксплуатации котла из-за слабой нагрузки на него. Для решения такой проблемы применяется система с несколькими котлами и управлением ими по принципу каскада. Такой режим работы основан на попеременном включении и выключении котлов и насосов, за счет чего продлевается срок службы устройств. Также каскадное управление позволяет достигнуть оптимальных показателей производительности и теплопотребления. За счет описанного регулирования потребитель получает необходимое количество тепла и, одновременно, экономит топливо.

Есть методики регулирования процессов котельной, в основе которых лежит контроль параметров окружающей среды и подстройка под нее. При таком варианте управления нет необходимости в участии оператора системы, автоматика сама подбирает оптимальный режим работы. Датчики мониторят состояние вне помещения и внутри него, на основе полученных данных контроллеры подают сигнал на привод клапана, увеличивая или сокращая температуру теплоносителя. Внедрение описанной системы контроля и управления в котельной дает потребителю отличный результат: гарантированный комфорт, экономия топлива и продление срока службы оборудования.

Пользователь автоматизированной системы управления может сам задавать и корректировать оптимальный по энергоэффективности график работы котельного оборудования. Например, задать для нежилого помещения подачу тепла и ГВС в будни по расписанию, а в выходные отключить, в итоге складывается экономия  40 процентов топлива.

Рассмотрим приблизительный состав комплекса автоматизации:

• датчики, счетчики, включатели, реле: нижний уровень системы;

• различные силовые щитки и шкафы в составе с программируемыми контроллерами;

• оборудование связи нижнего уровня с верхним и линии связи и управления;

• различные элементы управления – верхний уровень.

Вся информация от устройств нижнего уровня собирается в специальные хранилища для последующего анализа и просмотра. Передача данных может быть организована по всевозможным каналам связи: Ethernet, ADSL, GSM, EVDO, CDMA. Также всю информацию, при использовании удаленного облачного хранилища, можно просмотреть через интернет, с его помощью реализуемо и удаленное управление системой.

В итоге опишем основные функции описываемых систем автоматизации работы котельной:

• Мониторинг показаний датчиков;

• Отслеживание состояния элементов котельной;

• Осуществление управления оборудованием;

• Выполнение защитных функций;

• Исключение человеческого воздействия на работу системы;

• Сигнализация различного рода при возникновении нештатных ситуаций.