Пылепитатели

Модернизация системы управления пылепитателями котлоагрегатов на угольном топливе

Предпосылки модернизации

Как известно для поддержания равномерного горения пламени в топке котла необходимо обеспечить равномерную, и в то же время регулируемую подачу пыли в котел. На котлах, работающих на угольном топливе, установленных в 60-х – 70-х годах прошлого века, эта проблема решалась посредством применения регулируемого электропривода постоянного тока, управляемого магнитной станцией. Данное оборудование и по сей день используется на многих электростанциях. Однако персонал обслуживающий и эксплуатирующий данное оборудование сталкивается со следующими проблемами:

• сложность обслуживания электродвигателей постоянного тока;
• сложность обслуживания магнитных станций; 
• отсутствие ЗИПа для магнитных станций;
• высокая цена электродвигателей постоянного тока;
• высокие затраты на обслуживание и ремонт морально и физически устаревшего оборудования;
• невысокая точность регулирования скорости вращения;
• высокий разброс параметров двигателей постоянного тока ввиду высокой степени изношенности.

В связи с этим встаёт вопрос о модернизации системы управления пылепитателями. Логичной является замена привода постоянного тока на современный асинхронный электропривод с частотным управлением, так как асинхронные двигатели лишены всех недостатков двигателей постоянного тока. 

Однако при этом мощность асинхронного электропривода, подбираемая индивидуально, исходя из характеристик существующих приводов постоянного тока, как правило, немного превышает мощность существующих приводов. Компания «Ракурс» имеет успешный опыт реализации подобных проектов и реализует их в следующем виде:

• производится замена двигателей постоянного тока на асинхронные короткозамкнутые электродвигатели;
• устанавливается шкаф системы управления пылепитателями взамен магнитной станции;
• на групповом щите управления (ГрЩУ) устанавливаются органы управления пылепитателями и графическая панель управления.

Описание системы 

Структура СУ пылепитателями, реализуемая ГК «Ракурс» представлена на рисунке 1. 

Рисунок 1. Структура системы управления пылепитателями. 

Центральным устройством в системе является программируемый логический контроллер, в котором реализуются алгоритмы и логика работы пылепитателей. Дополнительно контроллер осуществляет сбор информации о состоянии оборудования и формирует данные о его состоянии для предоставления оператору или передачи в системы верхнего уровня. Для обеспечения беспрерывной и стабильной работы его питание осуществляется от двух независимых источников питания. 

В качестве управляющих контроллеров  ГК «Ракурс» в системах управления пылепитателями применяет промышленные контроллеры фирмы Omron (Япония). Тем не менее, по требованию Заказчика может быть использован контроллер другой фирмы. 

Применение промышленного контроллера предоставляет широкие возможности для интеграции системы управления пылепитателями в системы верхнего уровня. 

Управление асинхронными электродвигателями пылепитателей осуществляется посредством преобразователей частоты, управляющие команды к которым поступают от контроллера. Связь преобразователей частоты с контроллером осуществляется по цифровой сети ModBus или посредством дискретных и аналоговых сигналов. 

В качестве преобразователей частоты, в зависимости от пожеланий Заказчика, могут быть использованы преобразователи частоты таких фирм как Danfoss, Control Techniques, Schneider Electric, Siemens, Omron, Mitsubishi, ABB, Vacon, LS, Энергокомплект и другие. 

Взаимодействие оператора с системой управления пылепитателями осуществляется через графическую панель оператора, на которой отображается вся необходимая информация о состоянии оборудования. Панель оператора встраивается в существующий групповой щит управления. Ввод команд и управление режимами работы пылепитателями может осуществляться посредством ключей и кнопок, расположенных на групповом щите управления, или с графической панели оператора, в зависимости от требований Заказчика. 

ГК «Ракурс» использует графические панели оператора фирмы Omron, Siemens, Schneider Electric, однако по требованию Заказчика может использоваться графическая панель и других производителей. 

В качестве аппаратуры управления и светосигнальной арматуры (лампы, ключи, кнопки и пр.), а также коммутационной аппаратуры (контакторы, автоматические выключатели) используется продукция фирмы Schneider Electric или ABB. 

Конструктивные особенности 

Конструктивно система управления пылепитателями собирается на базе электротехнического шкафа Rittal линейки TS8 одностороннего обслуживания, со степенью защиты IP54. Шкаф устанавливается на сборный модульный цоколь высотой 200 мм для подвода кабелей. Ввод в шкаф силовых и сигнальных кабелей осуществляется снизу, через панели основания. Для поддержания заданной температуры внутри шкафа устанавливается система вентиляции. Дополнительно для комфортной работы по обслуживанию оборудования в шкафу устанавливается потолочная лампа освещения и розетка для подключения ноутбука. 

Основные функции 

Система управления пылепитателями стандартно реализует следующие функции:

• управление скоростью пылепитателей в ручном режиме, по командам оператора;
• управление скоростью пылепитателей в автоматическом режиме по сигналу, поступающему от системы управления котлом;
• плавное изменение скорости пылепитателей; 
• групповое управление пылепитателями; 
• независимое управление каждой группой пылепитателей в ручном режиме;
• защита электродвигателей пылепитателей; 
• отображение параметров работы пылепитателей на графической панели оператора. 

По требованию заказчика возможна реализация дополнительных функций системы управления. Полный перечень функций системы управления, а также структура системы управления оговаривается индивидуально с каждым Заказчиком на этапе разработки технического задания при заключении договора. 

Сроки производства и внедрения

Срок изготовления системы управления насосными агрегатами не превышает 6-8 недель с использованием низковольтных преобразователей частоты. Срок монтажных и пуско-наладочных работ, как правило, не превышает 2-3 недель. При этом гарантированный срок эксплуатации не менее 10 лет. 

Результаты модернизации 

В результате модернизации достигается:

• уменьшение эксплуатационных расходов; 
• снижение количества простоев; 
• повышение стабильности работы котла; 
• синхронизация и стабилизация частоты вращения пылепитателей;
• внедрение расширенной системы управления и диагностики пылепитателей;
• возможность интеграции в системы автоматизации верхнего уровня;
• увеличение времени между планово предупредительными ремонтами;
• увеличение надёжности всего оборудования в целом;
• повышение технологичности производства; 
• повышение культуры производства. 

Несмотря на кажущуюся значительную стоимость подобной системы управления, окупаемость вложенных средств за счёт экономии энергоресурсов, эксплуатационных расходов и других составляющих эффективности не превышает в среднем 2-х – 5-ти лет.