Équipements pour chaufferies : appareils supplémentaires. Instruments de contrôle et de mesure et automatisation des chaufferies gazéifiées Appareils de contrôle et de mesure des chaufferies

Une chaufferie (chaufferie) est une structure dans laquelle le fluide de travail (liquide de refroidissement) (généralement de l'eau) est chauffé pour un système de chauffage ou d'alimentation en vapeur, situé dans un local technique. Les chaufferies sont reliées aux consommateurs par des conduites de chauffage et/ou des conduites de vapeur. L’appareil principal d’une chaufferie est une chaudière à vapeur, à tube de fumée et/ou à eau chaude. Les chaufferies sont utilisées pour l'approvisionnement centralisé en chaleur et en vapeur ou pour l'approvisionnement local en chaleur des bâtiments.

Une chaufferie est un ensemble de dispositifs situés dans des pièces spéciales et utilisés pour convertir l'énergie chimique du combustible en énergie thermique de la vapeur ou de l'eau chaude. Ses principaux éléments sont une chaudière, un appareil de combustion (four), des dispositifs d'alimentation et de tirage. En général, une installation de chaudière est une combinaison de chaudière(s) et d'équipements, comprenant les dispositifs suivants : alimentation en combustible et combustion ; purification, préparation chimique et désaération de l'eau; échangeurs de chaleur à usages divers; pompes à eau de source (brute), réseau ou circulation - pour faire circuler l'eau dans le système de chauffage, appoint - pour remplacer l'eau consommée par le consommateur et les fuites dans les réseaux, pompes d'alimentation pour l'alimentation en eau des chaudières à vapeur, recirculation (mélange) ; réservoirs de nutriments, réservoirs de condensation, réservoirs de stockage d'eau chaude ; ventilateurs soufflants et conduits d'air ; extracteurs de fumée, chemin de gaz et cheminée ; appareils de ventilation; systèmes de régulation automatique et de sécurité de la combustion du carburant ; écran thermique ou panneau de commande.

Une chaudière est un dispositif d'échange de chaleur dans lequel la chaleur des produits chauds de combustion du combustible est transférée à l'eau. En conséquence, l’eau est transformée en vapeur dans les chaudières à vapeur et chauffée à la température requise dans les chaudières à eau chaude.

Le dispositif de combustion est utilisé pour brûler du combustible et convertir son énergie chimique en chaleur de gaz chauffés.

Les dispositifs d'alimentation (pompes, injecteurs) sont conçus pour alimenter la chaudière en eau.

Le dispositif de tirage se compose de ventilateurs soufflants, d'un système de conduits gaz-air, d'extracteurs de fumée et d'une cheminée, qui assurent l'alimentation de la quantité d'air requise au foyer et le mouvement des produits de combustion à travers les conduits de la chaudière, ainsi que leur évacuation. dans l'atmosphère. Les produits de combustion, se déplaçant dans les conduits de fumée et entrant en contact avec la surface chauffante, transfèrent de la chaleur à l'eau.

Pour assurer un fonctionnement plus économique, les systèmes de chaudières modernes disposent d'éléments auxiliaires : un économiseur d'eau et un aérotherme, qui servent respectivement à chauffer l'eau et l'air ; dispositifs d'alimentation en combustible et d'élimination des cendres, pour l'épuration des gaz de combustion et de l'eau d'alimentation ; des dispositifs de contrôle thermique et des équipements d'automatisation qui assurent un fonctionnement normal et ininterrompu de toutes les parties de la chaufferie.

En fonction de l'utilisation de leur chaleur, les chaufferies sont divisées en énergie, chauffage et industriel et chauffage.

Les chaufferies énergétiques fournissent de la vapeur aux centrales électriques à vapeur qui produisent de l'électricité et font généralement partie d'un complexe de centrales électriques. Les chaufferies de chauffage et industrielles se trouvent dans les entreprises industrielles et fournissent de la chaleur pour les systèmes de chauffage et de ventilation, l'approvisionnement en eau chaude des bâtiments et des processus de production. Les chaufferies de chauffage résolvent les mêmes problèmes, mais desservent des bâtiments résidentiels et publics. Ils sont divisés en autoportants, emboîtables, c'est-à-dire adjacent à d’autres bâtiments et intégré à des bâtiments. Récemment, de plus en plus souvent, des chaufferies agrandies séparées sont construites dans l'espoir de desservir un groupe de bâtiments, une zone résidentielle ou un microquartier.

L'installation de chaufferies intégrées dans des bâtiments résidentiels et publics n'est actuellement autorisée qu'avec une justification appropriée et un accord avec les autorités d'inspection sanitaire.

Les chaufferies de faible puissance (individuelles et en petits groupes) sont généralement constituées de chaudières, de pompes de circulation et d'alimentation et de dispositifs de tirage. En fonction de cet équipement, les dimensions de la chaufferie sont principalement déterminées.

2. Classification des installations de chaudières

Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production et chauffage et chauffage. En fonction du type de liquide de refroidissement produit, ils sont divisés en vapeur (pour produire de la vapeur) et eau chaude (pour produire de l'eau chaude).

Les chaudières électriques produisent de la vapeur pour les turbines à vapeur des centrales thermiques. Ces chaufferies sont généralement équipées de chaudières de haute et moyenne puissance qui produisent de la vapeur avec des paramètres accrus.

Les systèmes de chaudières industrielles (généralement à vapeur) produisent de la vapeur non seulement pour les besoins industriels, mais également pour le chauffage, la ventilation et l'approvisionnement en eau chaude.

Les systèmes de chaudières de chauffage (principalement à eau chaude, mais ils peuvent également être à vapeur) sont conçus pour entretenir les systèmes de chauffage des locaux industriels et résidentiels.

Selon l'ampleur de l'approvisionnement en chaleur, les chaufferies de chauffage sont locales (individuelles), de groupe et de quartier.

Les chaufferies locales sont généralement équipées de chaudières à eau chaude qui chauffent l'eau à une température ne dépassant pas 115 °C ou de chaudières à vapeur avec une pression de fonctionnement allant jusqu'à 70 kPa. De telles chaufferies sont conçues pour fournir de la chaleur à un ou plusieurs bâtiments.

Les systèmes de chaudières collectives fournissent de la chaleur à des groupes de bâtiments, des zones résidentielles ou de petits quartiers. Ils sont équipés de chaudières à vapeur et à eau chaude avec une capacité de chauffage supérieure à celle des chaudières des chaufferies locales. Ces chaufferies sont généralement situées dans des bâtiments séparés spécialement construits.

Les chaufferies de chauffage urbain sont utilisées pour fournir de la chaleur aux grandes zones résidentielles : elles sont équipées de chaudières à eau chaude ou à vapeur relativement puissantes.

Riz. 1.

Riz. 2.

Riz. 3.

Riz. 4.

Il est d'usage de représenter classiquement les éléments individuels d'un schéma d'installation de chaudière sous la forme de rectangles, de cercles, etc. et connectez-les les uns aux autres avec des lignes (pleines, pointillées), indiquant un pipeline, des conduites de vapeur, etc. Il existe des différences significatives dans les schémas de base des chaudières à vapeur et à eau. Une chaudière à vapeur (Fig. 4, a) composée de deux chaudières à vapeur 1, équipées d'économiseurs individuels d'eau 4 et d'air 5, comprend un collecteur de cendres groupé 11, vers lequel les fumées sont approchées par une bouche de collecte 12. Pour l'aspiration des fumées dans la zone située entre le collecteur de cendres 11 et les extracteurs de fumée 7 avec moteurs électriques 8 sont installés dans la cheminée 9. Pour faire fonctionner la chaufferie sans extracteur de fumée, des registres 10 sont installés.

La vapeur provenant des chaudières via des conduites de vapeur séparées 19 pénètre dans la conduite de vapeur commune 18 et, à travers elle, jusqu'au consommateur 17. Après avoir cédé la chaleur, la vapeur se condense et retourne par la conduite de condensats 16 vers la chaufferie dans le réservoir collecteur de condensation 14. À travers canalisation 15, de l'eau supplémentaire provenant de l'alimentation en eau ou du traitement chimique de l'eau est fournie au réservoir de condensation (pour compenser le volume non restitué par les consommateurs).

Dans le cas où une partie du condensat est perdue du consommateur, un mélange de condensat et d'eau supplémentaire est fourni du réservoir de condensat par les pompes 13 à travers la canalisation d'alimentation 2, d'abord dans l'économiseur 4, puis dans la chaudière 1. Le l'air nécessaire à la combustion est aspiré par des ventilateurs centrifuges 6 en partie depuis la chaufferie du local, en partie depuis l'extérieur et par les conduits d'air 3, il est fourni d'abord aux aérothermes 5, puis aux fours de la chaudière.

L'installation de chaudière à eau chaude (Fig. 4, b) se compose de deux chaudières à eau chaude 1, d'un économiseur d'eau de groupe 5, desservant les deux chaudières. Les fumées sortant de l'économiseur par un conduit de collecte commun 3 pénètrent directement dans la cheminée 4. L'eau chauffée dans les chaudières pénètre dans la canalisation commune 8, d'où elle est fournie au consommateur 7. Après avoir dégagé de la chaleur, l'eau refroidie par le retour la canalisation 2 est envoyée d'abord à l'économiseur 5, puis à nouveau aux chaudières. L'eau est déplacée dans un circuit fermé (chaudière, consommateur, économiseur, chaudière) par les pompes de circulation 6.

Riz. 5. : 1 - pompe de circulation ; 2 - foyer; 3 - surchauffeur ; 4 - tambour supérieur ; 5 - chauffe-eau ; 6 - aérotherme ; 7 - cheminée ; 8 - ventilateur centrifuge (extracteur de fumée) ; 9 - ventilateur pour l'alimentation en air de l'aérotherme

En figue. La figure 6 montre un schéma d'une chaudière avec une chaudière à vapeur ayant un tambour supérieur 12. Au bas de la chaudière se trouve une chambre de combustion 3. Pour brûler du combustible liquide ou gazeux, des buses ou brûleurs 4 sont utilisés, à travers lesquels le combustible ensemble avec de l'air est fourni à la chambre de combustion. La chaudière est limitée par des murs en briques - revêtement 7.

Lors de la combustion du combustible, la chaleur dégagée porte l'eau à ébullition dans les grilles tubulaires 2 installées sur la surface intérieure du foyer 3 et assure sa transformation en vapeur d'eau.

Figure 6.

Les gaz de combustion du four pénètrent dans les conduits de chaudière, formés par un revêtement et des cloisons spéciales installées dans les faisceaux de tuyaux. Lors du déplacement, les gaz lavent les faisceaux de canalisations de la chaudière et du surchauffeur 11, traversent l'économiseur 5 et l'aérotherme 6, où ils sont également refroidis grâce au transfert de chaleur à l'eau entrant dans la chaudière et à l'air fourni à le foyer. Ensuite, les gaz de combustion fortement refroidis sont évacués par la cheminée 19 dans l'atmosphère à l'aide d'un extracteur de fumée 17. Les fumées peuvent être évacuées de la chaudière sans extracteur de fumée sous l'influence du tirage naturel créé par la cheminée.

L'eau de la source d'alimentation en eau via la canalisation d'alimentation est fournie par la pompe 16 à l'économiseur d'eau 5, d'où, après chauffage, elle pénètre dans le tambour supérieur de la chaudière 12. Le remplissage du tambour de la chaudière avec de l'eau est contrôlé par un indicateur d'eau. verre installé sur le tambour. Dans ce cas, l'eau s'évapore et la vapeur résultante est collectée dans la partie supérieure du tambour supérieur 12. Ensuite, la vapeur pénètre dans le surchauffeur 11, où, en raison de la chaleur des fumées, elle est complètement séchée et sa température augmente.

Depuis le surchauffeur 11, la vapeur pénètre dans la conduite de vapeur principale 13 et de là jusqu'au consommateur, et après utilisation elle est condensée et renvoyée à la chaufferie sous forme d'eau chaude (condensat).

Les pertes de condensats du consommateur sont reconstituées avec de l'eau provenant du réseau d'approvisionnement en eau ou d'autres sources d'approvisionnement en eau. Avant d'entrer dans la chaudière, l'eau est soumise à un traitement approprié.

L'air nécessaire à la combustion du combustible est généralement prélevé au sommet de la chaufferie et amené par le ventilateur 18 à l'aérotherme 6, où il est chauffé puis envoyé au four. Dans les chaufferies de petite capacité, il n'y a généralement pas d'aérothermes et l'air froid est fourni au foyer soit par un ventilateur, soit par le vide créé dans le foyer par la cheminée. Les installations de chaudières sont équipées de dispositifs de traitement de l'eau (non représentés sur le schéma), d'instruments de contrôle et de mesure et d'équipements d'automatisation appropriés, qui garantissent leur fonctionnement ininterrompu et fiable.

Riz. 7.

Pour une installation correcte de tous les éléments de la chaufferie, utilisez un schéma de câblage dont un exemple est présenté sur la Fig. 9.

Riz. 9.

Les systèmes de chaudières à eau chaude sont conçus pour produire de l’eau chaude utilisée pour le chauffage, l’approvisionnement en eau chaude et à d’autres fins.

Pour assurer un fonctionnement normal, les chaufferies équipées de chaudières à eau chaude sont équipées des équipements d'aménagement, d'instrumentation et d'automatisation nécessaires.

Une chaufferie à eau chaude a un liquide de refroidissement - l'eau, contrairement à une chaufferie à vapeur, qui a deux liquides de refroidissement - l'eau et la vapeur. À cet égard, la chaufferie à vapeur doit disposer de canalisations séparées pour la vapeur et l'eau, ainsi que de réservoirs pour collecter les condensats. Cependant, cela ne signifie pas que les circuits des chaufferies à eau chaude sont plus simples que ceux à vapeur. La complexité des chaufferies à eau et à vapeur varie en fonction du type de combustible utilisé, de la conception des chaudières, des fours, etc. Les systèmes de chaudière à vapeur et à eau comprennent généralement plusieurs unités de chaudière, mais pas moins de deux et pas plus de quatre. ou cinq. Tous sont reliés par des communications communes - pipelines, gazoducs, etc.

La conception des chaudières de moindre puissance est présentée ci-dessous au paragraphe 4 de ce sujet. Pour mieux comprendre la structure et les principes de fonctionnement des chaudières de puissance différente, il convient de comparer la structure de ces chaudières moins puissantes avec la structure des chaudières de puissance plus élevée décrites ci-dessus, et d'y trouver les principaux éléments qui remplissent les mêmes fonctions. , ainsi que de comprendre les principales raisons des différences de conception.

3. Classification des chaudières

Les chaudières en tant que dispositifs techniques pour la production de vapeur ou d'eau chaude se distinguent par une variété de formes de conception, de principes de fonctionnement, de types de combustibles utilisés et d'indicateurs de production. Mais selon le mode d'organisation du mouvement de l'eau et du mélange vapeur-eau, toutes les chaudières peuvent être divisées en deux groupes suivants :

Chaudières à circulation naturelle ;

Chaudières à mouvement forcé du liquide de refroidissement (eau, mélange vapeur-eau).

Dans les chaufferies modernes de chauffage et de chauffage industriel, les chaudières à circulation naturelle sont principalement utilisées pour produire de la vapeur, et les chaudières à mouvement forcé du liquide de refroidissement fonctionnant selon le principe du flux direct sont utilisées pour produire de l'eau chaude.

Les chaudières à vapeur modernes à circulation naturelle sont constituées de tuyaux verticaux situés entre deux collecteurs (tambours supérieur et inférieur). Leur dispositif est représenté sur le dessin de la Fig. 10, photographie des tambours supérieur et inférieur avec les tuyaux qui les relient - sur la Fig. 11, et l'emplacement dans la chaufferie est illustré à la Fig. 12. Une partie des tuyaux, appelée « tuyaux montants » chauffés, est chauffée par la torche et les produits de combustion, et l'autre partie des tuyaux, généralement non chauffée, est située à l'extérieur de la chaudière et est appelée « tuyaux de descente ». Dans les tuyaux de levage chauffés, l'eau est portée à ébullition, s'évapore partiellement et pénètre dans le tambour de la chaudière sous la forme d'un mélange vapeur-eau, où elle est séparée en vapeur et eau. En abaissant les tuyaux non chauffés, l'eau du tambour supérieur pénètre dans le collecteur inférieur (tambour).

Le mouvement du liquide de refroidissement dans les chaudières à circulation naturelle s'effectue en raison de la pression motrice créée par la différence de poids de la colonne d'eau dans les tuyaux inférieurs et de la colonne de mélange vapeur-eau dans les tuyaux montants.

Riz. dix.

Riz. onze.

Riz. 12.

Dans les chaudières à vapeur à circulation forcée multiple, les surfaces chauffantes sont réalisées sous forme de serpentins qui forment des circuits de circulation. Le déplacement de l'eau et du mélange vapeur-eau dans de tels circuits s'effectue à l'aide d'une pompe de circulation.

Dans les chaudières à vapeur à flux direct, le rapport de circulation est l'unité, c'est-à-dire L'eau d'alimentation, lorsqu'elle est chauffée, se transforme successivement en un mélange vapeur-eau, vapeur saturée et surchauffée.

Dans les chaudières à eau chaude, l'eau circulant dans le circuit de circulation est chauffée en un tour de la température initiale à la température finale.

En fonction du type de liquide de refroidissement, les chaudières sont divisées en chaudières à eau chaude et à vapeur. Les principaux indicateurs d'une chaudière à eau chaude sont la puissance thermique, c'est-à-dire la puissance calorifique et la température de l'eau ; Les principaux indicateurs d'une chaudière à vapeur sont le débit de vapeur, la pression et la température.

Les chaudières à eau chaude, dont le but est d'obtenir de l'eau chaude selon des paramètres spécifiés, sont utilisées pour fournir de la chaleur aux systèmes de chauffage et de ventilation, aux consommateurs domestiques et technologiques. Les chaudières à eau chaude, fonctionnant généralement selon le principe du flux direct avec un débit d'eau constant, sont installées non seulement dans les centrales thermiques, mais également dans le chauffage urbain, ainsi que dans les chaufferies de chauffage et industrielles comme principale source d'approvisionnement en chaleur.

Riz. 13.

Riz. 14.

En fonction du mouvement relatif des fluides caloporteurs (gaz de combustion, eau et vapeur), les chaudières à vapeur (générateurs de vapeur) peuvent être divisées en deux groupes : les chaudières à tubes d'eau et les chaudières à tubes de fumée. Dans les générateurs de vapeur à tubes d'eau, l'eau et un mélange vapeur-eau se déplacent à l'intérieur des tuyaux, et les gaz de combustion lavent l'extérieur des tuyaux. En Russie, au XXe siècle, les chaudières à tubes d'eau Choukhov étaient principalement utilisées. Dans les tubes à fumée, au contraire, les gaz de combustion se déplacent à l'intérieur des tuyaux et l'eau lave les tuyaux à l'extérieur.

Basés sur le principe du mouvement de l'eau et du mélange vapeur-eau, les générateurs de vapeur sont divisés en unités à circulation naturelle et à circulation forcée. Ces dernières sont divisées en circulation directe et circulation forcée multiple.

Des exemples de placement de chaudières de différentes capacités et objectifs, ainsi que d'autres équipements, dans des chaufferies sont présentés sur la Fig. 14-16.

Riz. 15.

Riz. 16. Exemples de placement de chaudières domestiques et autres équipements

Registre d'État n° 25264-03. Certificat de la norme d'État de la Fédération de Russie sur l'approbation de type SI n° 15360 du 16 juillet 2003.
Méthode de vérification MI2124-90, intervalle de vérification 2 ans.

Manomètres à déformation Type DM 02
Le corps est en acier peint (noir), le mécanisme est en laiton.
Verre d'instrument, raccord radial (vers le bas).
Température du milieu mesuré jusqu'à +160°С (pour un diamètre de 63 mm jusqu'à +120°С).

Il existe également des vacuomètres et des manomètres et vacuomètres. Pour hautes pressions sur demande.

Manomètres de déformation Type DM 15
Axial (montage au centre arrière).
Type d'exécution DM02.
Température du milieu mesuré jusqu'à +120°С.

Manomètres à déformation Type DM 90
Boîtier et mécanisme en acier inoxydable, verre d'instrument.
Le raccord est radial (vers le bas).
Température du milieu mesuré jusqu'à +160°С.

Manomètres à déformation Type DM 93
Boîtier en acier inoxydable, mécanisme en laiton, verre en polycarbonate.
Remplissage hydraulique du corps avec de la glycérine, raccord radial (vers le bas).
Température du milieu mesuré jusqu'à +60°С.

Vacuomètres et manomètres à pression. Vannes 3 voies en laiton pour manomètres

Nous fournissons également :
Vacuomètres et manomètres pression-vide
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à partir de 78 roubles. (fabriqué en Italie) PN 16 temp. jusqu'à +150°С.
État la vérification des manomètres augmente le coût de 45 roubles. par pièce
Réalisé à la demande du client. La période de vérification est de 3 à 10 jours ouvrables.

sont conçus pour mesurer la pression de divers fluides et contrôler les circuits électriques externes à partir d'un dispositif de signalisation à action directe en allumant et éteignant les contacts dans les circuits de signalisation, d'automatisation et de blocage des processus technologiques.

Équipement indicateur d'eau pour chaudières

Indicateurs de niveau de liquide 12kch11bkutilisé dans les chaudières à vapeur, les récipients, les appareils, les réservoirs de liquide avec Ru25 et t=250 degrés. C et autres milieux liquides non agressifs, vapeur et éthylmercaptan.
Matériau du corps : fonte malléable - KCh30-6.
Le pointeur se compose d'un corps, d'un couvercle, d'un tube supérieur et inférieur et d'un verre d'index. La réflexion et la réfraction des rayons lumineux dans les bords du verre donnent une indication du niveau du liquide, qui prend une teinte foncée.
La liaison entre le couvercle et le corps est boulonnée.

Dessin et dimensions :

Caractéristiques:

se composent de robinets inférieurs et supérieurs. Des tubes en verre de quartz sont également utilisés comme indicateur de niveau.

Caractéristiques:

Tubes en verre de quartz

Tubes en verre de quartz clairutilisés pour mesurer les niveaux de liquides, pour les appareils de chauffage électriques, pour divers instruments et appareils et sont conçus pour fonctionner à des températures allant jusqu'à 1250 oC.
Les tubes destinés à être installés dans les robinets des dispositifs d'arrêt pour indicateurs de niveau de liquide doivent avoir un diamètre extérieur de 20 mm et résister à une pression maximale de 30 kgf/cm. 2 . Les extrémités des tubes sont coupées et meulées avant l'installation.

Tailles principales des tubes :

Propriétés physiques du verre de quartz

Le verre de quartz possède un certain nombre de propriétés uniques qui sont inaccessibles à d’autres matériaux.
Son coefficient de dilatation thermique est extrêmement faible.
Le point de transformation et la température de ramollissement du quartz sont très élevés.
D’autre part, le faible coefficient de dilatation thermique du quartz lui confère une résistance thermique inhabituellement élevée.
La résistance électrique du quartz est nettement supérieure à celle des meilleurs verres silicatés. Cela fait du quartz un excellent matériau pour la fabrication d’éléments isolants thermiques.

Lunettes de visualisation hublotflat sont destinés aux fenêtres d'installations industrielles et aux projecteurs d'observation.
Affichage des fenêtressont conçus pour la surveillance visuelle de la présence de flux de divers fluides dans les processus technologiques des industries alimentaires, chimiques, de raffinage du pétrole, de construction et autres.
De plus, ces verres (non trempés) sont utilisés par les astronomes comme ébauches de miroirs.

Le verre est divisé en :

selon composition et mode de fabrication :

• type A - verre en feuille non trempé,
• type B - verre en feuille trempé,
• type B - trempé à partir de verre résistant à la chaleur (produit depuis le 01/01/91, pour le moment pratiquement non produit),
• type G - en verre de quartz;

selon la forme :

• rond (types A, B, C, D),
• rectangulaire (type A).

Les diamètres de verre vont de 40 à 550 mm, épaisseurs standards : 8, 6, 10, 12, 15, 18, 20, 25 mm.

Pour réguler et optimiser le fonctionnement des chaudières, des moyens techniques ont commencé à être utilisés dès les premières étapes de l'automatisation de l'industrie et de la production. Le niveau de développement actuel dans ce domaine permet d'augmenter considérablement la rentabilité et la fiabilité des équipements de chaudière, d'assurer la sécurité et l'intellectualisation du travail du personnel d'exploitation.

Tâches et objectifs

Les systèmes modernes d'automatisation des chaufferies sont capables de garantir un fonctionnement efficace et sans problème des équipements sans intervention directe de l'opérateur. Les fonctions humaines sont réduites à la surveillance en ligne des performances et des paramètres de l'ensemble des appareils. L'automatisation des chaufferies résout les problèmes suivants :

Objet d'automatisation

En tant qu'objet de régulation, il s'agit d'un système dynamique complexe avec de nombreux paramètres d'entrée et de sortie interconnectés. L'automatisation des chaufferies est compliquée par le fait que la vitesse des processus technologiques dans les unités à vapeur est très élevée. Les principales quantités réglables comprennent :

• débit et pression du liquide de refroidissement (eau ou vapeur) ;
• vide dans le four;
• niveau dans le réservoir d'alimentation ;
• Ces dernières années, des exigences environnementales accrues ont été imposées sur la qualité du mélange carburé préparé et, par conséquent, sur la température et la composition des produits de désenfumage.

Niveaux d'automatisation

Le degré d'automatisation est fixé lors de la conception d'une chaufferie ou lors de grosses réparations/remplacements d'équipements. Cela peut aller du contrôle manuel basé sur les relevés des instruments au contrôle entièrement automatique utilisant des algorithmes dépendants des conditions météorologiques. Le niveau d'automatisation est principalement déterminé par l'objectif, la puissance et les caractéristiques fonctionnelles du fonctionnement de l'équipement.

L'automatisation moderne du fonctionnement des chaufferies implique une approche intégrée - les sous-systèmes de surveillance et de régulation des processus technologiques individuels sont combinés en un seul réseau avec un contrôle de groupe fonctionnel.

Structure générale

L'automatisation de la chaufferie repose sur un schéma de contrôle à deux niveaux. Le niveau inférieur (de terrain) comprend des dispositifs d'automatisation locaux basés sur des microcontrôleurs programmables qui mettent en œuvre la protection et le blocage techniques, l'ajustement et la modification des paramètres, ainsi que des convertisseurs primaires de grandeurs physiques. Cela comprend également les équipements conçus pour convertir, coder et transmettre des données d'information.

Le niveau supérieur peut se présenter sous la forme d'un terminal graphique intégré à l'armoire de commande ou d'un poste de travail opérateur automatisé basé sur un ordinateur personnel. Toutes les informations provenant des microcontrôleurs de niveau inférieur et des capteurs du système sont affichées ici, et les commandes opérationnelles, les ajustements et les paramètres sont saisis. En plus de la répartition des processus, les tâches d'optimisation des modes, de diagnostic de l'état technique, d'analyse des indicateurs économiques, d'archivage et de stockage des données sont résolues. Si nécessaire, les informations sont transférées au système général de gestion de l'entreprise (MRP/ERP) ou à la localité.

Le marché moderne est largement représenté à la fois par des instruments et appareils individuels et par des kits d'automatisation de production nationale et importée pour les chaudières à vapeur et à eau chaude. Les outils d'automatisation incluent :

• un équipement de contrôle de l'allumage et de présence de flamme, qui démarre et contrôle le processus de combustion du combustible dans la chambre de combustion de la chaudière ;
• capteurs spécialisés (pressiomètres de poussée, capteurs de température, de pression, analyseurs de gaz, etc.) ;
• (électrovannes, relais, servos, convertisseurs de fréquence) ;
• panneaux de commande pour chaudières et équipements généraux de chaudière (télécommandes, écrans tactiles) ;
• armoires de commutation, lignes de communication et alimentation électrique.

Lors du choix de la gestion et du contrôle, la plus grande attention doit être accordée à l'automatisation de la sécurité, qui élimine l'apparition de situations anormales et d'urgence.

Sous-systèmes et fonctions

Toute chaufferie comprend des sous-systèmes de contrôle, de régulation et de protection. La régulation s'effectue en maintenant un mode de combustion optimal en réglant le vide dans le four, le débit d'air primaire et les paramètres du liquide de refroidissement (température, pression, débit). Le sous-système de contrôle affiche les données réelles sur le fonctionnement de l'équipement sur l'interface homme-machine. Les dispositifs de protection garantissent la prévention des situations d'urgence en cas de violation des conditions normales de fonctionnement, en émettant un signal lumineux, sonore ou en arrêtant les chaudières avec enregistrement de la cause (sur écran graphique, schéma mnémonique, panneau).

Protocoles de communication

L'automatisation basée sur un microcontrôleur minimise l'utilisation de lignes électriques de commutation et de contrôle de relais dans le schéma fonctionnel. Pour communiquer les niveaux supérieurs et inférieurs du système de contrôle automatisé, transférer des informations entre capteurs et contrôleurs et diffuser des commandes aux actionneurs, un réseau industriel avec une interface et un protocole de transfert de données spécifiques est utilisé. Les standards les plus utilisés sont Modbus et Profibus. Ils sont compatibles avec la plupart des équipements utilisés pour automatiser les installations de fourniture de chaleur. Ils se distinguent par des niveaux élevés de fiabilité de transmission des informations et des principes de fonctionnement simples et compréhensibles.

Économie d'énergie et effets sociaux de l'automatisation

L'automatisation des chaufferies élimine complètement la possibilité d'accidents entraînant la destruction de structures permanentes et la mort du personnel d'exploitation. Le système de contrôle automatisé est capable d'assurer le fonctionnement normal des équipements 24 heures sur 24 et de minimiser l'influence du facteur humain.

Compte tenu de la hausse continue des prix des ressources énergétiques, l’effet d’économie d’énergie de l’automatisation n’est pas des moindres. Des économies de gaz naturel pouvant atteindre 25 % pendant la saison de chauffage sont assurées par :

• rapport gaz/air optimal dans le mélange combustible dans tous les modes de fonctionnement de la chaufferie, correction du niveau d'oxygène dans les produits de combustion ;
• la possibilité de configurer individuellement non seulement les chaudières, mais aussi ;
• régulation non seulement de la température et de la pression du liquide de refroidissement à l'entrée et à la sortie des chaudières, mais également prise en compte des paramètres environnementaux (technologies météo-dépendantes).

De plus, l'automatisation permet de mettre en œuvre un algorithme de chauffage économe en énergie pour les locaux non résidentiels ou les bâtiments non utilisés le week-end et les jours fériés.

Les équipements auxiliaires des chaufferies sont :

• filtres électriques;
• aérothermes;
• cheminées.

Ces éléments constituent les pièces principales parmi les équipements auxiliaires. Ils sont installés au dessus de la chaudière. Les équipements principaux et auxiliaires de la chaufferie doivent être conçus selon des schémas techniques permettant un contrôle automatisé.

Installation et sécurité du système de chaudière

Lors de la construction de sa propre maison, chacun planifie soigneusement l'intérieur, essaie d'effectuer tous les travaux et réparations et, bien sûr, installe la chaudière de manière efficace. L'équipement d'une installation de chaudière est l'étape la plus importante pour obtenir un confort complet dans votre propre maison. L'installation de ce système doit être traitée de manière responsable afin de ne pas payer d'amendes à l'avenir et de ne rien refaire.

Les travaux doivent être effectués sous la stricte surveillance d'un spécialiste pour éviter les incendies et les explosions.

Afin d'éviter la réparation des équipements de chaudière et des conséquences graves, une liste sérieuse de services d'installation et d'organisation est proposée. Tout commence par la collecte des documents et se termine par la mise en service du système de chauffage. Pour que la chaudière et l'ensemble du système fonctionnent de manière ininterrompue, fiable et économique, tous les services d'utilisation, d'installation et de mise en service des équipements de chaudière doivent être effectués par un spécialiste hautement qualifié. Il doit avoir une licence et une autorisation pour effectuer de tels travaux.

1. L'ensemble du système de chauffage est pré-câblé.
2. Vérifier le bon fonctionnement de l'ensemble du système pour éviter les réparations des équipements de chaudière et les accidents.
3. Réalisation du paramétrage final des équipements de la chaufferie.
4. Recevez des instructions de spécialistes.

Entretien du système

Si l'installation et le réglage de l'équipement de la chaudière et de la chaudière ont été effectués conformément à toutes les normes et règles, lors de l'utilisation, des situations peuvent encore survenir qui nécessiteront des réparations supplémentaires de l'équipement auxiliaire de l'installation de la chaudière. La cause la plus fréquente de telles pannes est une eau de mauvaise qualité qui ne répond pas aux normes d'équipement des chaudières. Le réglage, les réparations et les travaux connexes de la chaudière sont assez coûteux.

Pour réduire à l'avenir les coûts de réparation des chaufferies et des équipements de chaudière, la construction d'un système de chauffage devrait être réalisée par des entreprises disposant d'une large gamme de services :

• Entretien après garantie de l'installation construite.
• Reconstruction.
• Réparations et ajustements nécessaires.

La tâche principale du propriétaire est d'effectuer l'entretien en temps opportun des locaux de la chaufferie.

Éléments principaux (Fig. 1) et auxiliaires du système de chauffage

Une chaufferie est un ensemble d'appareils entièrement prêts à convertir l'énergie chimique du combustible en énergie thermique chaude, ou en quelques paramètres nécessaires.

Le fabricant d'équipements de chaudière propose les principaux composants suivants :

• économiseur d'eau;
• aérotherme;
• structure avec échelles et étagères de service ;
• cadre;
• isolation thermique;
• revêtement;
• accessoires;
• casque d'écoute;
• conduits de fumée.

L'équipement de la chaufferie (à ajuster) dispose de réglages supplémentaires de n'importe quel fabricant :

• Ventilateurs;
• extracteurs de fumée;
• pompes d'alimentation, d'appoint et de circulation;
• usines de traitement de l'eau;
• systèmes de transfert de carburant ;
• usine de collecte de cendres;
• aspirateur cendrier.

Les fabricants d'équipements de chaudières ont développé l'installation principale dans le secteur du fioul lors de la combustion du gaz - un point de contrôle du gaz ou une unité de contrôle du gaz.

Le réglage de l'ensemble du système de chauffage et le processus de mise en service sont la clé d'un fonctionnement ininterrompu et du confort de chacun.

1. Installation de chaudière à vapeur. Il s'agit d'un appareil composé d'un foyer et de surfaces d'évaporation. Son travail principal est d'évaporer la vapeur utilisée à l'extérieur de l'appareil. Un réglage incorrect du processus provoque la sortie de vapeur à l'extérieur de la chaudière sous une pression supérieure à la chaleur atmosphérique et est libérée lors de la combustion du combustible.
2. Chaudière à eau chaude. Il s'agit d'un dispositif d'échange de chaleur dans lequel la principale source d'énergie thermique est l'eau.
3. Appareil à combustion. Le fonctionnement de cette unité consiste à brûler du carburant, convertissant son énergie en chaleur.
4. Revêtement de chaudière. Ce système est fourni par les fabricants pour effectuer des travaux visant à réduire les pertes de chaleur et à assurer la densité des gaz.
5. Kazan. Il s'agit d'une structure métallique. Sa tâche principale est de maintenir la chaudière et les charges individuelles, en assurant le placement relatif requis des éléments de la chaudière.
6. Surchauffeur à vapeur. Ce dispositif augmente la température de la vapeur au-dessus de la température de saturation en pression dans la chaudière. Le constructeur a prévu le fonctionnement de ce système à serpentin, où le réglage complet de l'équipement de la chaudière implique le raccordement de vapeur saturée à l'entrée du tambour de la chaudière, et à la sortie d'une chambre de vapeur surchauffée.
7. Économiseur d'eau. L'essence du fonctionnement de cet appareil est de le chauffer avec des produits de combustion de combustible, qui, à leur tour, chauffent partiellement ou évaporent complètement l'eau de la chaudière.
8. Aérotherme. Sa tâche principale est de chauffer l'air avec les produits de combustion du combustible avant que le combustible n'entre dans la chaudière.

Besoin de réparations pendant la période de garantie

Des pièces pour la chaudière peuvent être nécessaires pendant que l'appareil est encore sous garantie.

La réparation des équipements de chaudière est possible :

• les travaux d'installation de la chaudière ont été mal effectués ;
• l'appareil n'est pas utilisé correctement ;
• l'entretien n'est pas effectué à temps ;
• chutes de tension (vous pouvez acheter un stabilisateur qui éliminera ce problème);
• liquide de refroidissement de mauvaise qualité (vous pouvez l'installer sur la canalisation d'entrée comme filtre pour une chaudière).

Pour éviter de réparer l'équipement de la chaudière, il vaut la peine de réfléchir à toutes les nuances à l'avance plutôt que de résoudre le problème de toute urgence.

Rupture? Ne pas paniquer

Bien sûr, si des réparations sur l’équipement de la chaudière sont nécessaires avant la saison de chauffage, ce n’est pas si grave, mais si c’est par temps froid, l’essentiel est de ne pas paniquer. Mais il faut prendre le problème au sérieux, car le réglage de la chaudière et de l'ensemble du système peut mal se passer. Si la panne de l’installation n’est pas grave, vous pouvez la réparer vous-même. Mais en cas de doute sur les causes et les conséquences, la réparation doit être confiée à un professionnel.

Le bon fonctionnement de l'installation dépend non seulement du fabricant, mais également du choix du modèle en magasin. Le choix détermine si l'unité fera face aux tâches assignées et à la quantité de travail - l'ensemble du processus de mise en service. Il est préférable que l'entreprise qui a réalisé la vente dispose d'un centre de service à proximité. Afin de pouvoir contribuer à tout moment à la mise en service, elle a inspecté et réparé la chaudière (Fig. 2).

Bien entendu, le fabricant de l'équipement de chaudière est responsable de son produit, mais le propriétaire doit effectuer l'opération conformément aux instructions et aux règles afin d'éviter tout échec dans la mise en place de l'installation et tout gaspillage lors des réparations. Les statistiques des entreprises de réparation de chaudières et de systèmes de chauffage affirment que près de 70 % des causes de pannes sont dues à une mauvaise utilisation et un mauvais fonctionnement des appareils, à une violation des exigences et des normes. Par conséquent, les réparations des équipements de chaudière se produisent principalement par la faute du consommateur plutôt que par celle du fabricant.

Configuration et réparation de l'appareil

Si une personne ne comprend pas les problèmes de réparation, il lui sera alors difficile de comprendre ce processus avec les chaudières et les appareils correspondants.

Dans la liste, vous pouvez voir les problèmes les plus courants :

• Carte électronique. Le fabricant a confié à cet appareil la responsabilité de tous les processus. Il régule l'appareil, l'allume et l'éteint, le contrôle et influence le processus de mise en service. Un petit dysfonctionnement entraînera une explosion. Pour éviter les pannes, il est préférable de monter un élément tel qu'un stabilisateur de tension.
• (Figure 3). Si la vente d'équipements de chaudière a été réalisée avec des défauts du fabricant, aucun processus de mise en service ne sera utile. Des problèmes de fonctionnement des installations surviennent dès les premiers mois d'exploitation. Pour éliminer le défaut, vous devrez remplacer complètement l'échangeur de chaleur. Mais le problème du passage obstrué par divers dépôts et sels est beaucoup plus courant. Le débit du liquide de refroidissement commence à diminuer et un jour la chaudière bout. Pour éviter les réparations et la mise en service, il faut faire attention à la qualité de l'eau. Et aussi, lors de la vente de l'appareil, faites attention à sa qualité, s'il y a un défaut du fabricant.
• (Figure 4). Le processus de mise en service de l'installation implique un fonctionnement continu de cette pompe. Mais si elle s'éteint, la chaudière va bouillir. L'appareil s'éteindra grâce à un thermostat de sécurité (disponible en vente). Mais le problème ne disparaîtra pas et les réparations sont garanties. La panne est due au liquide de refroidissement - liquide pour les chaudières de chauffage. La pompe peut s'arrêter pour deux raisons : l'apparition de tartre ; augmentation des débris au milieu du corps. Pour éviter ce problème, il existe en vente un filtre spécial installé sur le tuyau d'entrée.
• Automatiques à gaz. Réparer cet élément de chaudière est pratiquement impossible. Habituellement, ce composant est complètement modifié. Pour éviter de devoir régler à nouveau la chaudière, mieux vaut prévenir cette panne que la résoudre. Du carburant de mauvaise qualité est disponible à la vente. Par conséquent, afin d'éviter une panne des systèmes automatiques à gaz, il vaut la peine d'acheter du carburant de haute qualité et d'utiliser de l'eau propre pour le liquide de refroidissement.

Aujourd'hui, de nombreux points de vente proposent des composants pour chaudières. Il convient de noter que les pièces de marque bien connues provenant d'entreprises populaires sont toujours recommandées par les professionnels. Ils sont de haute qualité, ont un processus de mise en service simple et la chaudière est installée assez rapidement.