Автоматика для котла на твердом топливе: Комплект Автоматики для Твердотопливных Котлов Купить в Москве

Автоматика для твердотопливного котла – Управление твердотопливным котлом

24 Марта 2022

Просмотров:  130399

Время чтения:  9 минут

Содержание

Назначение автоматических модулей для котлов отопления

Функции автоматического контроллера

Подключение контроллера

Настройка автоматики

Рейтинг лучших комплектов автоматики

Автоматика для котлов на антраците

Коротко о главном

Отопление частного жилого дома осуществляется с использованием котельного оборудования в качестве источника тепловой энергии. Если земельный участок или посёлок газифицирован, оптимальным решением будет установка газовых котлов. Когда газовая магистраль ещё не подведена, хозяева выбирают электрические или твёрдотопливные агрегаты. Однако котлы, работающие от электричества, требуют повышенных мощностей, и далеко не каждый участок отвечает этим условиям. В таких случаях единственным верным выходом является устройство твердотопливных агрегатов. Для обеспечения техники безопасности при эксплуатации таких приборов потребуется специальная автоматика для твердотопливного котла.

Котельная в частном доме с твердотопливным оборудованием

Назначение автоматических модулей для котлов отопления

Комплект автоматики для твердотопливных котлов и другого водогрейного оборудования – необходимое условие для обеспечения безопасной и стабильной работы системы отопления. Автономные интеллектуальные модули, интегрируемые в плату управления котла, позволяют решить следующие задачи:

• Своевременная порционная подача топлива для сгорания в топке с целью нагрева замкнутого или открытого отопительного контура.
• Включение и отключение котельного оборудования в установленные часы либо в соответствии с другими граничными параметрами системы.
• Многоступенчатое переключение интенсивности переработки топлива для корректировки степени нагрева жидкости, циркулирующей по контуру.
• Аварийное отключение агрегата при наступлении чрезвычайной ситуации.

Чтобы пользователь имел возможность выставлять индивидуальные настройки оборудования и получать ответ от системы, автоматика котлов на твердом топливе укомплектована многофункциональным ЖК дисплеем, на котором выводится информация о текущем режиме работы водогрейного агрегата, а также коды ошибок в случае внезапного сбоя системы.

Купить котел отопления и автоматику для него можно в нашем интернет-магазине.

Котёл, укомплектованный автоматическими модулями

Функции автоматического контроллера

Комплект автоматики для твердотопливного котла

позволяет решить многие проблемные вопросы потребителей, связанные с эксплуатаций устройства, благодаря наличию следующих составляющих:

• Лопастная крыльчатка, обеспечивающая принудительную тягу. Мощность и интенсивность работы оборудования можно менять, что обеспечивает контроль за температурой теплоносителя.
• Контролирующий блок – позволяет выставить нужные пользовательские настройки и задать программу функционирования системы на определённый промежуток времени (например, на неделю). Часто контроллеры комплектуются функцией памяти ранее заданных настроек

Контроллер в комплекте с сопутствующим оборудованием

• Некоторые модели из числа повышенной ценовой категории комплектуются циркуляционным насосным оборудованием с возможностью его автоматического контроля.
• Управление для твердотопливных котлов оснащено модулем GSM, что позволяет обеспечить контроль за работой агрегата с экрана мобильного телефона из любой точки мира.
• Автоматическое управление котлом также подразумевает контроль силы тяги и аварийное затухание пламени при высокой концентрации угарных газов в помещении.
• Механизм подачи топлива для твердотопливного котла – опциональная настройка контроллеров из числа повышенной ценовой категории. Обеспечивает непрерывную связь с загрузочным бункером, исключая затухание пламени по причине отсутствия топлива.

Контроль за корректной работой прибора сводится к периодическому изменению интенсивности пламени горелки, а также к её затуханию и повторному розжигу при наступлении граничных условий.

Заказать установку котла отопления можно в нашей компании. Чтобы ознакомиться со стоимостью работ и порядком оказания услуги и связаться со специалистом, перейдите в раздел «

услуги».

Механизм подачи топлива для агрегата

Подключение контроллера

Автоматика твердотопливного котла может быть приобретена и интегрирована в систему отдельно. Для корректного монтажа контроллеров необходимо выполнить следующие шаги:

• Автоматическая панель управления должна быть расположена там, где она не будет подвержена воздействию высоких температур. Эксперты рекомендуют монтировать блок на стену, в некотором удалении от котла.
• К заслонке топочной камеры присоединяется лопастная крыльчатка.
• К внутренней поверхности бака фиксируется термопара с реле для обеспечения должного контроля за температурой теплоносителя. Современные котлы, не укомплектованные данным блоком, имеют специальные кронштейны для установки термодатчика, в непосредственной близости от теплообменника.
• Вентилятор и термодатчик подключаются слаботочными кабелями к блоку автоматики для твердотопливных котлов. Как правило, под декоративной крышкой контроллера установлена клеммная коробка, дающая возможность беспрепятственного соединения всех элементов в единый модуль.

Вентилятор для твердотопливного котла

По завершении работы контроллер автоматики к твердотопливному котлу подключается к сети и тестируется после выставления пользовательских настроек. Данная категория работ требует специальных знаний и опыта при монтаже, поэтому выполнять её своими руками не рекомендуется. Для достижения наилучшего результата лучше обратиться за рекомендациями к профессионалам.

Настройка автоматики

Настройка автоматики для твердотопливного котла неотделима от его пробного запуска и дальнейшей эксплуатации в нормальном режиме. Для осуществления корректной настройки и пуско-наладки нужно выполнить определённые действия согласно следующему алгоритму:

• Отопительный контур должен быть приведён в рабочее положение – трубы заполняются теплоносителем, в сухую камеру расширительного бачка нагнетается воздух. Из верхних точек системы удаляется воздух путём откручивания кранов Маевского.

Удаление воздуха из системы

• Насосное оборудование подключается к сети, запускается в тестовом режиме для проверки беспрепятственного движения теплоносителя по замкнутому контуру.
• Далее включается управление твердотопливным котлом на микроконтроллере, после чего пользователь сверяет показания системы – температура внутри котла, параметры работы вентилятора, а также выставляет необходимые для корректной работы пользовательские настройки.
  При назначении граничных условий следует изучить руководство по эксплуатации к котельному оборудованию, так как установленные параметры не должны превышать предельно допустимых значений для безопасной эксплуатации котла.
• По завершении выставления настроек в топочную камеру добавляется необходимая порция твёрдого топлива (антрацита, пеллет и др.), и котёл разжигается для нагрева теплоносителя.

После первичного запуска котла не следует сразу полагаться на автоматику. В течение первых дней работы следует обеспечивать постоянный контроль за состоянием системы, регулировать настройки автоматики твердотопливного котла, вовремя предупреждая наступление внештатных ситуаций.

При просмотре ролика можно узнать, как подключить и настроить контроллер

Настройка автоматического модуля

Рейтинг лучших комплектов автоматики

Автоматика для вентилятора твердотопливного котла и интеллектуальные модули управления представлены на отечественном рынке в широком ассортименте. Ниже приводится мини-рейтинг наиболее востребованной продукции среди владельцев водогрейного оборудования на твёрдом топливе:

• Atos – польский бренд, продукция которого совместима с большинством типов котельного оборудования. Способствует повышению эффективности нагрева и оптимизирует расход топлива.

Оборудование просто в монтаже и в выставлении пользовательских настроек отличается повышенной стабильностью при поддержании температур теплоносителя в контуре.

Преимущества. Высокие диапазоны мощности подключаемого оборудования (насос до 120 – 130 Вт, лопастная крыльчатка для принудительного наддува до 120 – 130 Вт. Сигнальная сирена. Предупреждающая об аварии возможность дистанционного контроля.

Контроллер Atos

• Air – продукция компании допускает такие же граничные условия.

Интерфейс позволяет контролировать работу насоса мощностью до 450 Вт. Автоматика на твердотопливный котел от данного производителя не теряет эксплуатационных свойств при повышении температуры в помещении до 80–85 °C.

В видео представлен обзор автоматических модулей для стабильной работы твердотопливных агрегатов

Контроллер Air

• Tech – ещё один польский бренд, продукция которого отличается расширенным функционалом и удобством снятия показаний. Благодаря наличию большого информационного дисплея с подсветкой, пользователь получает возможность получения информации о состоянии системы и сообщений об ошибках при непредвиденных сбоях.

Контроллер Tech

• Eko – комплект управления твердотопливным котлом от производителя из Польши.

Оборудование является термостойким и предназначено для установки на корпус водогрейного агрегата в стеснённых условиях. Отличается повышенной надёжностью, широким диапазоном пользовательских настроек. Блок управления твердотопливным котлом даёт возможность выставить автоматические настройки таким образом, что котёл будет включаться и отключаться в зависимости от климатических условий окружающей среды.

Контроллер Eko

Выбор комплекта управления для твердотопливных котлов – важный шаг для обеспечения бесперебойной работы. Перед покупкой следует убедиться в совместимости контроллера с конкретным типом оборудования и в наличии необходимых функций.

В видео рассказывают о принципе работы и настройке автоматических контроллеров Eco

Автоматика для котлов на антраците

Угольные котлы являются одними из наиболее эффективных среди всех твердотопливных агрегатов. Блок управления котлом позволяет автоматически отрегулировать интенсивность пламени. Принцип работы контроллера, прежде всего, сводится к регулировке работы крыльчатки для раздувания пламени:

• При выставлении максимального значения требуемой температуры воздуха в помещении, вентилятор начинает работать на максимальных оборотах, способствуя повышенной выработке тепловой энергии.
• При достижении требуемой температуры в котле срабатывает термодатчик и реле, подающие сигнал на крыльчатку, которая переходит в режим пассивного функционирования, для поддержания пламени.
• Если по каким-то причинам температура оказывается выше выставленного на панели управления показателя, турбонаддув обесточивается, и антрацит начинает тлеть до достижения пользовательских показателей.

Автоматика для котла на твердом топливе обеспечивает безостановочную работу крыльчатки, постоянно поддерживая требуемую степень нагрева теплоносителя в отопительном контуре.

Агрегат, работающий на антраците

Коротко о главном

Установка водогрейного агрегата, работающего на твёрдом топливе, является оптимальным выбором при отсутствии магистрального газа на земельном участке либо при наличии слабой электрической проводки. Для бесперебойной и безопасной работы оборудования требуется автоматика для котлов отопления на твердом топливе, которая обеспечивает постоянный контроль за состоянием пламени в топке и поддерживает заданную пользователем температуру теплоносителя.

А вам когда-нибудь приходилось устанавливать и настраивать автоматику для твёрдотопливных котлов? Столкнулись ли с какими-либо сложностями в процессе? На что посоветуете обратить внимание другим пользователям?

Автор

Руслан Темченко Специальность: Инженер

Все статьи

Поделиться

Поделиться

АВТОМАТИКА ДЛЯ ТВЕРДОТОПЛИВНОГО КОТЛА AIR LOGIC + С PID УПРАВЛЕНИЕМ в

ЕДИНСТВЕННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ КОТОРЫЙ РЕГУЛИРУЕТ ОБОРОТЫ ВЕНТИЛЯТОРА С ШАГОМ В 1% ОТ 0 ДО 99

Автоматика AIR Logic для котла предназначен для управления работой вентилятора наддува (вытяжного вентилятора) и насоса центрального отопления в твердотопливных котлах всех типов.  

В регуляторе предусмотрена возможность принудительного включения и остановки. После старта работы регулятор начинает плавно увеличивать мощность вентилятора (во избежание затухания пламени) до заданного значения мощности вентилятора.

Когда температура теплоносителя достигнет установленного значения регулятор перейдет в режим поддержки температуры теплоносителя. При этом наддув выключится и будет включаться с периодичностью заданной при настройке блока. Если температура теплоносителя опустится на значение гистерезиса регулятор вернется в рабочий режим.

При температуре теплоносителя ниже температуры выключения регулятор прекращает работу. Для упрощения использования регулятор имеет 2ва цифровых индикатора. На первом постоянно отображается текущая температура теплоносителя, а на втором мощность вентилятора.

Выпускаемый нами микропроцессор AIR LOGIC рассчитан для применения в твердотопливных котлах, пиролизных котлах и котлах длительного горения, с ручной загрузкой топлива и общей максимальной электро нагрузкой до 200 Вт. Основное назначение ― это регулировать процесс подачи воздуха в камеру сгорания твердотопливного котла и управлять насосом ЦО.

Выполняемые задачи автоматики для твердотопливного котла:

1. Существенно ускоряет и облегчает запуск котла и позволяет разжигать топливо при любых погодных условиях.

2. Увеличивает КПД твердотопливного котла.

3. Поддерживает температуру теплоносителя, защищает котел от перегрева, промерзания и коррозии.

4. Позволяет максимально эффективно сжигать топливо в твердотопливном котле, что снижает затраты на обогрев Вашего помещения. Экономия топлива при этом составляет ориентировочно 15-30%(в зависимости от вида твердого топлива).

5. Информирует о процессе работы нагнетателя и предоставляет возможность изменять параметры работы вентилятора;

6. Предоставляет информацию о температуре в системе отопления и обеспечивает возможность корректировки 

необходимой температуры.

7. В автоматическом режиме регулирует необходимость включения и выключения насоса ЦО;

8. Обеспечивает безопасность при эксплуатации твердотопливного котла и системы отопления.

9. Контролирует работу котла на твердом топливе и соответственно систему отопления, что позволяет своевременно

и в автоматическом режиме избежать поломки котла и системы отопления.

10. Позволяет регулировать обороты вентилятора от 0 до 100% с шагом в 1%, что главным образом отличает его от аналогов.

11. Единственный блок в сегменте имеющий выход на вентилятор 200 Вт.  

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основные
Производитель	Биопром
Страна производитель	Украина
Регулирование мощности, от	5. 0 (%)
Регулирование мощности, до	100.0 (%)

Твердотопливные котлы FOCUS » Топка

01

Любая встреча

02

Завершите

Automation

03

Любое сжигание топлива – это процесс воспламенения пиролизных газов, выделяющихся при сгорании дров, угля, пеллет и любого другого углеродистого сырья. Твердотопливный котел FOCUS сконструирован таким образом, чтобы получить полный процесс горения с максимальным выделением тепла и аккумулировать его, передавая энергию теплоносителю с помощью развитого конвективного теплообменника.

Твердотопливный котел FOCUS – это современное отопительное оборудование, в котором учтены все особенности доступного в Украине топлива. Конструкция предполагает ручную (резервную) загрузку и автоматическую загрузку шнеком, подающим биотопливные пеллеты. Пеллетная горелка не входит в комплект поставки.

Купить

Различные варианты

Модели котлов ориентированы на типовые задачи отопления.

Премиум

дизайн

Комплектация Премиум по техническим характеристикам и дизайну.

Дизайн от «А» до «Я»

Полный цикл производства в Украине: проектирование, сборка, наладка, монтаж.

Экологические характеристики

Уникальная система дожигания с чистыми выбросами.

Непревзойденное

отопительное оборудование

Твердотопливные котлы FOCUS с адаптером для пеллетной горелки
мощность 25-500 кВт для сельскохозяйственных пеллет

Конструкция

камеры сгорания

Твердотопливный котел FOCUS спроектирован с учетом работы пеллетной горелки, для установки которой в отопительном оборудовании FOCUS имеется дверной адаптер. Конструкция топки предполагает наличие двух дверок, что подразумевает ее использование в качестве классического твердотопливного дровяного котла, с возможностью работы на дровах, брикетах, угле и пеллетах.

Итак, камера сгорания котла FOCUS приспособлена для сжигания дров (любое твердое топливо) и пеллет. Процесс горения и автоматическая подача топлива при работе пеллетной горелки контролируется микроконтроллером PLUM, что позволяет подключить до 10 датчиков. При установке пеллетной горелки в твердотопливный котел FOCUS и подаче пеллет из бункера для пеллет покупатель получает пеллетный котел по более низкой цене с КПД отопительного оборудования 95%.

Теплообменник

Основным продуктом горения является «массовый» горячий воздух. Помимо эффективного сжигания топлива котел должен обеспечивать тепловую конвекцию большого объема горячего воздуха. Для этих целей отопительное оборудование оснащается развитым теплообменником, встроенным в конструкцию топки.

Многие твердотопливные котлы используют чугунные теплообменники. Нагрев металла с высокой теплоемкостью повышает эффективность. Стальные теплообменники также обеспечивают хорошую конвекцию, особенно в случаях особых конструктивных решений.

Твердотопливный котел FOCUS имеет комбинированный теплообменник. Первоначально пластинчатый, также использовался как зольный фильтр. Основная конвекция горячего воздуха обеспечивается горизонтальным жаротрубным теплообменником, как наиболее эффективным и часто используемым в промышленных и пеллетных котлах. Конструкция теплообменника обеспечивает достаточно быстрое движение газов от горелок для эффективного теплообмена.

Золоудаление

Полное сжигание пиролизных газов, выделяющихся при нагреве твердого топлива, снижает количество выделяемой золы и уровень загрязнения отопительного оборудования в процессе эксплуатации.

Для сжигания высокозольного топлива, а также проблемных марок угля (марка ДГ) и лигниновых биогранул с зольностью 15-17% в твердотопливных котлах ФОКУС применен классический подход. Воздух, подаваемый в камеру сгорания, делится на первичный и вторичный. Первичный воздух подается под колосник для обеспечения тления топлива. Вторичка подается над топливом для дожигания пиролизных газов и минимизации дымности (недожога газов).

Автоматика

Сенсорная автоматика ecoMAX860P TOUCH регулирует подачу воздуха на пеллетную горелку и твердотопливный котел отдельно с учетом разных режимов работы оборудования. Такой подход подразумевает широкий спектр автоматических настроек.

Ко всем твердотопливным котлам FOCUS могут быть внесены конструктивные изменения в процессе производства по техническому заданию заказчика … Возможна установка турбулизаторов при условии использования древесных гранул во время работы.

Владельцы частных домов для автономного отопления могут купить твердотопливный котел. Покупка пеллетной горелки позволит использовать оборудование в качестве пеллетного котла с автоматической подачей и сэкономить более 50% на отоплении. Предлагаются промышленные твердотопливные котлы FOCUS 100-500 кВт.

Твердотопливные котлы ФОКУС премиум класса

Особенности:

работа на всех видах пеллет, включая агро- и биогранулы с повышенной зольностью: древесные пеллеты, пеллеты из органических отходов, лигнин;

контроллер управляет работой отопительного контура и интенсивностью горения котла за счет подачи воздуха по принципу пиролиза сверху и снизу (под колосники) топочной камеры;

механическая очистка котла предусмотрена конструкцией нагревательного узла, что делает сам процесс легким и простым;

Высокий КПД (95%), лидер среди отопительных котлов других производителей за счет факельного сжигания пеллет.

используется система быстрой сборки, преимущественно бессварные соединения, гарантирующие долговечность промышленных систем;

отопительное оборудование с погодозависимой автоматикой позволяет точно настроить работу котла с помощью датчиков температуры;

конструкция хорошо выдерживает термические нагрузки, в том числе при работе факельной горелки с максимальной интенсивностью;

имеют развитый теплообменник, в теплообмене не учитывается нижняя часть котла, а только полезная площадь контура.

Сталь

092ГС

Корпус твердотопливного котла ФОКУС изготовлен из углеродистой стали 092ГС.

Внутренняя обшивка

6 мм

Корпус котла изготовлен из стали 4 мм, внутренняя обшивка 6 мм, усиленная.

Исполнение

с теплоизоляцией

Камера сгорания, зольник и элементы теплообменника теплоизолированы.

Элементы конструкции котла изготовлены из коррозионностойкой стали, имеющей повышенную прочность по сравнению со сталью общего назначения.

Котловые марки стали в Украине не производятся, но конструкция котла предполагает сбалансированную тепловую нагрузку.

Элементы конструкции котла теплоизолированы и не представляют опасности для работающих при сжигании топлива в топке.

В результате продуманного инженерного решения тепловые нагрузки котла находятся в безопасном диапазоне. Снаружи двери покрыты серой термостойкой порошковой краской.

Если вы хотите приобрести твердотопливный котел для отопления частного дома, оставьте себе возможность эксплуатации пеллетного котла с 50% экономией топлива. Пеллетная горелка FOCUS быстро монтируется в дверной адаптер, переводя отопительное оборудование в автоматический режим.

Установка твердотопливного пеллетного котла:

Модели Характеристики

Теплообменник комбинированный с развитой конвекционной поверхностью для аккумулирования тепла горячего воздуха: пластинчато-дымотрубный горизонтальный.

Теплообменник второго типа используется для отвода вырабатываемого тепла из объемного воздуха в промышленных котлах.

При производстве твердотопливного котла ФОКУС используется технология бессварочной сборки. С максимальным количеством вырезанных и изогнутых элементов.

Включает в себя использование переходников типа Victaulic для бессварного соединения труб при компоновке многофункциональных котельных мощностью до 2,2 МВт.

Котлы проходят производственные испытания.

При выходе характеристик работы котла за границы нормального диапазона его работой, 4-ходовым клапаном и контуром отопления, компенсирующим критические параметры, управляет автоматика.

Автоматизация и быстрая сборка

Твердотопливные котлы FOCUS – это автоматические пеллетные котлы с погодозависимой автоматикой, подключенные к системе «Умный дом», не требующие буферной емкости.

С их помощью обеспечивается автономное отопление объектов, удаленных от коммунальных дорог, при использовании биогранул в полностью автоматическом режиме.

Наша инжиниринговая компания занимается внедрением автономных котельных «ФОКУС» мощностью от 17 кВт до 2,2 МВт.

Используется система быстрой сборки.

Получите наше предложение!

Если Вас интересуют пеллетные горелки FOCUS и другие наши продукты, но остались вопросы, оставьте свой адрес электронной почты.

Ваш адрес электронной почты:

Оптимизация работы многотопливных котлов с помощью современного управления

Промышленные производственные объекты сталкиваются со многими проблемами, но для энергетических и коммунальных предприятий некоторые проблемы стоят особенно остро, поскольку рост населения и потребление энергии на душу населения приводят к неумолимому росту цен на энергию в долгосрочной перспективе. . Чтобы выжить, компании должны адаптироваться, сокращая расходы на электроэнергию и коммунальные услуги: они должны повышать эффективность, использовать более дешевое топливо и устранять отходы. В то же время требования по контролю за выбросами становятся все более жесткими и труднодостижимыми.

Этот набор фактов представляет собой серьезные проблемы для промышленности, но также открывает огромные возможности. Учтите, что, по данным Управления энергетической информации США, промышленные объекты потребляют до 50% всей мировой энергии. В то же время, по данным Международного энергетического агентства, промышленный сектор реализовал только 50% потенциальных улучшений жизненного цикла системы в энергетике. Учитывая, что энергия, как правило, представляет собой самую большую контролируемую стоимость производства, на которую можно повлиять локально на объекте, экономия энергии идет непосредственно на конечный результат. В зависимости от масштабов деятельности компании даже 2-процентное повышение эффективности использования электроэнергии и коммунальных услуг может принести ежегодную прибыль в размере 1 миллиона долларов. Потенциально еще более важным является замена 20% традиционного потребления ископаемого топлива дешевыми альтернативными источниками топлива. Это может принести дополнительно от 2 до 3 миллионов долларов годового дохода. Такие программы улучшения могут быть самофинансируемыми в начале, а затем приносить прибыль за счет устойчивых преимуществ с дополнительным преимуществом за счет улучшения технического обслуживания и предотвращения штрафов и остановов.

Штрафы за производство CO ₂ и «налоги на выбросы углерода» уже действуют в некоторых частях мира и, вероятно, получат более широкое распространение в будущем. Рисунок 1 показывает, что, если включить налоги CO ₂ , переход от нефти или электричества к биомассе может снизить затраты на топливо почти до нуля, а переход на отработанный газ в качестве источника энергии может фактически принести реальную прибыль за счет снижения штрафов за выбросы.

Топливо с вариациями БТЕ

Однако оптимизировать процесс сгорания в электростанции для достижения максимальной эффективности и постоянного использования преимуществ недорогого топлива сложно, особенно при попытке работать с высокой надежностью и быстротой реагирования. Изменение нагрузки в промышленной электростанции является сложной задачей при самых благоприятных условиях и еще более сложной задачей, связанной с изменчивостью топлива.

Природный газ считается стабильным и однородным топливом, но даже это обычное топливо может варьироваться в БТЕ на единицу объема на ±10% с течением времени. Системы управления горением должны справляться даже с этим уровнем изменчивости, чтобы оптимизировать результаты затрат на энергию.

В целях сокращения затрат большая часть промышленных котлов использует как традиционные, так и нетрадиционные виды топлива. Чаще всего эти нетрадиционные виды топлива производятся как побочные продукты основных производственных операций на объекте. Примеры включают отходящие газы химических и нефтеперерабатывающих заводов, коксовый и доменный газ на сталелитейных заводах, древесные отходы на целлюлозно-бумажном комбинате или биогаз на пищевых предприятиях. Эти источники часто являются по существу бесплатными источниками энергии для электроэнергетики и коммунальных услуг, но они обычно не доступны с постоянным снабжением, и они обычно значительно различаются по содержанию энергии на единицу объема с течением времени. Химический состав отходящих газов или жидких отходов нефтеперерабатывающего или химического завода может резко меняться по мере изменения состава сырья и продуктов. Это несоответствие не способствует устойчивому протеканию процессов горения, поэтому использование нетрадиционных источников топлива традиционно ограничивалось. Недорогие виды топлива чаще всего использовались в качестве базовой нагрузки с потреблением фиксированного объема, а традиционные ископаемые виды топлива использовались для достижения стабильности и отслеживания нагрузки. Это часто приводило к неэкономичным случаям, когда отходящие газы сжигались в факелах, а природный газ использовался для производства пара для производственных нужд.

Управление изменчивостью

Концепция кривых топливовоздушной смеси началась, когда впервые были разработаны методы автоматического управления горением с использованием пневматического управления. «Кривая» на самом деле была механическим кулачком в пневматическом приводе. При вводе в эксплуатацию системы управления процессом горения кулачки исполнительных механизмов управления подачей топлива и воздуха были сформированы таким образом, чтобы на расход топлива подавался безопасный объем воздуха во всем диапазоне нагрузок. Кулачки в пневматических приводах обеспечивали фиксированное соотношение воздух-топливо для любой конкретной скорости стрельбы. Эти реализации были простыми и надежными, обычно предотвращали небезопасное состояние избытка топлива и даже обеспечивали определенный уровень управления избытком воздуха с помощью функции регулировки кислорода. Но в реализации также был встроен запас прочности дополнительного воздушного потока, что приводило к снижению эффективности сгорания, и из-за величины изменчивости кислородная балансировка не могла полностью оптимизировать работу.

Пневматические элементы управления были в конечном итоге заменены электронными, которые содержали схемы, имитирующие действия кулачков в пневматических элементах управления. Эти элементы управления были несколько более гибкими и удобными в сопровождении, но стратегии управления, которые сопровождали эту технологию, были по существу такими же, как и те, которые были разработаны ранее.

В 1980-х годах на сцену вышли компьютеры. Их разработки дали инженеру по управлению процессом горения возможность осуществлять сложные расчеты и разнообразные методы контроля, дающие более жесткий контроль. Но даже по сей день традиционный метод реализации кривых соотношения топливо-воздух для управления горением практически не изменился.

Использование этой техники управления, разработанной 60 лет назад, больше невозможно. Слишком много переменных, а требования к производительности стали намного жестче.

Слишком много для традиционных методов управления

Традиционное управление горением на основе кривых воздух-топливо не может обеспечить оптимизацию с различными источниками топлива, поскольку оно основано на фиксированных предположениях, сделанных в один конкретный момент времени. Как объяснялось ранее, подача топлива на типичной промышленной площадке сегодня изменчива. Кроме того, производительность оборудования меняется со временем, а условия окружающей среды меняются каждый день. Чтобы избежать небезопасных условий эксплуатации, слишком распространенным ответом было просто увеличение скорости воздушного потока. Эти буферы добавляются, как показано на рис. 3, для управления изменениями, но они приводят к неэффективности и выбросам. Большое количество дорогостоящей энергии направляется вверх по трубе с избытком воздуха, в то время как нагрузка на вентилятор увеличивается, а оборудование для выбросов перегружается. Но как можно контролировать процесс горения с такой большой изменчивостью?

Это можно сделать

В конечном счете, котел или обогреватель имеет один управляющий вход: потребность в БТЕ. Это требование может быть выражено с точки зрения давления или расхода пара для котла или температуры жидкости для пламенного нагревателя, но все сводится к этой одной переменной. Задачей процесса сгорания и системы управления является оптимальное удовлетворение этой потребности (что на практике означает минимальные затраты и выбросы), несмотря на колебания содержания БТЕ топлива и быстрые изменения потребности. При правильном выполнении котел может превратиться из центра затрат в центр прибыли, поскольку он позволяет использовать топливо, которое в противном случае было бы выброшено как отходы, или, поскольку оно получено из возобновляемых источников, может обеспечить компенсацию выбросов парниковых газов.

Самые передовые системы управления горением, доступные сегодня, способны непрерывно и в режиме реального времени определять содержание БТЕ в топливе. Это позволяет системе сопоставлять сигнал потребности с сигналом расхода топлива и точно рассчитывать количество воздуха, необходимое для оптимальной работы. Кроме того, эти реализации позволяют легко заменить BTU одного топлива другим, так что использование предпочтительных видов топлива всегда может быть максимальным. Как они это делают?

Ответ заключается в отказе от использования кривых соотношения топливо-воздух и переводе управления горением в полностью математическую реализацию на основе моделей. Система управления должна включать математическую модель котла и набор ограничений с использованием многопараметрического предиктивного управления. В этом решении используется стандартное котельное оборудование для получения относительного индекса тепловыделения в топке. Как только это станет известно, можно будет определить конкретные требования к скорости горения и отрегулировать топливо в режиме реального времени, чтобы стабилизировать тепловыделение печи. Регулировка дополнительной подачи топлива наряду с динамической коррекцией потребности в избыточном воздухе приводит к надежной и надежной методологии управления. Это гораздо больше, чем усовершенствование существующей технологии; это квантовый скачок в управлении.

Некоторые примеры

Этот метод успешно применяется в промышленности. Одним из примеров является многотопливный котел. До оптимизации он страдал от больших несоответствий пара из альтернативного топлива. Базовая нагрузка осуществлялась на альтернативном топливе, а ископаемое топливо использовалось для управления коллектором. При нормальной работе от 60% до 70% пара производилось на альтернативном топливе. Но из-за ограничений управления котел работал с высоким избытком кислорода от 8% до 10%, и были проблемы с выбросами.

Применение математического и модельного управления привело к увеличению производства пара на 5–10 % на самом дешевом топливе, повышению эффективности на 1–2 %, значительному увеличению реакции на колебания спроса и улучшению показателей выбросов. .

Другие примеры включают:

• Химический завод перенаправил отработанный поток водорода на новый котел. Оптимизированное управление позволило максимально использовать водород при сохранении стабильности. Годовое потребление природного газа сократилось на 1 млн БТЕ и CO _{2 9Выбросы 0202 были снижены на 30%.}
• Целлюлозно-бумажный комбинат хотел заменить уголь биомассой. Были модернизированы три котла с добавлением набора передовых решений по управлению горением. Это привело к сокращению потребления угля на пять тонн в день и улучшению режима работы котлов и стабильности электростанции.
• В другом случае пищевой завод установил варочный котел для производства биогаза из отходов переработки и переоборудовал котел для работы на двух газах. Применение оптимизации сжигания максимально увеличило использование биогаза и сократило расход природного газа на 15-30%.

В современной бизнес-среде процессы сжигания должны работать оптимально в любое время, независимо от потребности в нагрузке, содержания БТЕ топлива и даже типа топлива. Используя новейшие методы управления, хорошо работающие многотопливные котлы часто могут производить 90 % пара установки из отходов и альтернативных видов топлива, работать в автоматическом режиме более 95 % времени и поддерживать выбросы на заданном уровне.