Установка
У будь-якій котельні, яка хоче здаватися великою й поважною і обігріває щось більше, ніж сарай, зібрано дуже багато обладнання. Це і котли, де вода нагрівається і перетворюється на пару, і насоси, що ганяють цю воду в потрібні боки, і системи очищення та підготовки тієї ж води, модулі обліку та інші технічні принади. Усе це має працювати чітко, злагоджено й без збоїв — як єдиний організм.
Зазвичай у кожного обладнання є свій власний маленький мозок, над яким панує загальний розум котельні. Раніше цим розумом був мудрий і поважний Оператор, а тепер усе частіше цю роль передають автоматиці. А Оператор тим часом сидить на спеціально обладнаному дивані й читає спеціально написані детективи, зрідка поглядаючи на свої підопічні механізми.
Якраз однією з таких установок і є атмосферний деаератор.
Деаератор атмосферний 25/8 – змішуючий підігрівник живильної води, в якому одночасно відбувається її термічна деаерація. Деаератор атмосферного тиску призначений для видалення корозійно-агресивних газів (кисню та вільної вуглекислоти) з живильної води парових котлів та підживлювальної води систем теплопостачання. З підвищенням температури води при постійному тиску розчинність газів (кисню, вуглекислого газу) зменшується і дорівнює нулю при температурі кипіння, умови для якого підтримуються в деаераторі.
Це дуже корисний апарат.
А ще він чимось схожий на підводний човен.
У будь-якому разі, любов до рідини у ньому дуже яскраво виражена.
Хоча за своєю суттю він ближче до чайника. Там теж постійно щось кипить, парить та булькає.
Деаератор складається з деаераційної колонки, бака, охолоджувача випару, комбінованого запобіжного пристрою для захисту від аварійного підвищення тиску та рівня.
У деаераційній колонці використовується двоступінчаста схема дегазації. Перша ступінь — струменева, друга — барботажна. У деаераторному баку знаходиться третя, додаткова ступінь у вигляді затопленого барботажного пристрою.
Вода, що підлягає деаерації, подається до колонки. Тут вона послідовно проходить струменеву і барботажну ступені, де здійснюється її нагрівання та обробка парою. З колонки вода струменями стікає у бак, після витримки у якому відводиться з деаератора. Основна пара подається в бак деаератора, вентилює паровий об’єм бака і надходить у колонку. Проходячи крізь отвори барботажної тарілки в колонці, пара піддає воду інтенсивній обробці (здійснюється догрівання води до температури насичення та видалення мікрокількостей газів). З барботажного відсіку пара прямує в струменевий відсік. У струменях відбувається нагрівання води до температури, близької температури насичення, видалення основної маси газів і конденсація більшої частини пари. Парогазова суміш (випар), що залишилася, відводиться з верхньої зони колонки в охолоджувач випару або безпосередньо в атмосферу. Процес дегазації завершується в деаераторному баку, де відбувається виділення із води дрібних бульбашок газів за рахунок відстою.
Гарний деаератор не вимагає значної уваги, але навіть тут є чим допомогти оператору і полегшити його життя.
Наприклад, можна створити диспетчерську систему, де цей деаератор буде на екрані комп’ютера, як у долоні. Все видно, все зрозуміло і за великого бажання все кероване.
Оператор обов’язково подякує вам, коли звикне не бігати кожні кілька хвилин до пульта управління деаератором, а розглядатиме його на комп’ютері. Або на екрані смартфона, якщо він є дуже сучасним оператором.
Завдання системи автоматики
Основна мета автоматики деаератора – стабілізація стану насичення та рівня води у баку. Неякісне виконання цієї задачі призведе до нестабільної роботи котла та іржавіння його труб. Це дуже погано.
Атмосферний деаератор як об’єкт керування має дві регульовані величини: тиск пари в баку та рівень води у ньому. Регулюючим впливом для стабілізації тиску є витрата гріючої пари, а для рівня – витрата додаткової хімічно очищеної води.
Збуренням для тиску пари в баку є витрата і тиск гріючої пари, температура і витрата води, яка надходить в бак. На рівень води в баку впливають витрата пари та живильної води.
У системі автоматизації вимірюються: тиск пари в деаераторі, рівень води в баку деаератора, температура води на вході, температура води в баку деаератора.
Системою автоматики передбачена сигналізація у разі перевищення чи зниження технологічними параметрами аварійних значень, а також несправність датчиків.
Технічна реалізація
У систему автоматичного керування входять датчики технологічних параметрів (тиску, рівня, температури), електроприводи регулюючих клапанів пари та води, щит системи керування.
Щит автоматичної системи управління (АСУ) деаератора побудований на базі програмованого контролера. Контролер має достатній набір входів-виходів для зв’язку з об’єктом, має цифрову клавіатуру з додатковими функціональними клавішами для введення параметрів системи. Графічний РК-дисплей відображає мнемосхему АСУ, а також меню налаштувань, показники датчиків, стани виконавчих механізмів та журнал реєстрації подій. Так як використаний вільнопрограмований контролер, то стало можливим задіяти найбільш відповідні алгоритми та врахувати всі побажання замовника. Навіть ті, про яких він і не підозрював, поки що автоматники не розповіли, що так можна зробити.
Щит автоматики оснащений засобами ручного управління виконавчими механізмами в обхід контролера, що дозволяє технологічному процесу функціонувати навіть у разі керування частиною.
Контур управління рівнем води є одноконтурною системою регулювання. За показниками датчика рівня контролер формує керуючий вплив електричного трипозиційного приводу клапана подачі води. Спочатку там стояв стародавній дифманометр, але потім він пішов на пенсію, а його замінила пара датчиків тиску та знання курсу фізики. Якщо вкрутити датчик у нижню частину бака деаератора, можна дізнатися, який стовп рідини на нього тисне, бо Ро-Же-Аш. А програмований контролер дозволив описати це системі управління, попередньо скоригувавши показання на величину тиску пари над рідиною.
Тиск пари регулюється за одноконтурною схемою. Датчик надлишкового тиску з вихідним сигналом 4…20мА з’єднаний з контролером, в якому за ПІД-законом формується керуючий сигнал. Аналоговий вихід контролера 0…10В впливає на положення електропривода клапана подачі пари.
Датчики температури мають градуювання Pt1000 та виконання, що дозволяє вимірювати температуру води, що сягає 120 °С.
Щит автоматики може працювати автономно або бути підключеним до системи диспетчеризації та централізованого керування. Як мережевий протокол – стандартний промисловий протокол Modbus RTU.