Использование контроллеров при реконструкции котельных

Необходимость модернизации системы теплоснабжения обусловлена крайней изношенностью теплоисточников и тепловых сетей. Большинство котельных были введены в эксплуатацию в 1950–1960 годах, физически и морально устарели, требуют модернизации и замены на современное экономичное и полностью автоматизированное оборудование.

В ходе реализации таких программ применяется новейшее котельное оборудование и средства автоматики, работающие в автоматическом режиме по единой схеме без обслуживающего персонала, устанавливаются самые современные системы управления с программным обеспечением, создаются системы диспетчеризации. В результате значительно сокращается потребление топлива в котельных, из которых выводится постоянный оперативный персонал, что влечет за собой значительную экономию средств и улучшение экологической обстановки.

Разумеется, оптимальное решение судьбы изношенного оборудования – его полная замена на современное, но из-за ограниченных средств многие собственники котельных стараются обойтись минимальными затратами, меняя только то, что уже больше  работать не может. Например, в некоторых случаях целесообразна установка нового горелочного оборудования. Научно-технический комплекс «Спекон» (ЗАО «НПФ Теплоком») предлагает промышленные контроллеры СПЕКОН СК, на базе которых выполняется автоматизация горелочного, котлового и котельного оборудования. В частности, после нескольких лет успешной эксплуатации горелок фирмы «ОILON» (Финляндия) с автоматикой СПЕКОН  «Теплоком» получил от  своего иностранного партнера разрешение на использование комплекта в составе горелки «ОILON» и контроллеров СПЕКОН. Аналогичным образом НТК «Спекон» сотрудничает с заводом «Старорусприбор», который, используя контроллеры СПЕКОН СК, выпускает современное и востребованное горелочное оборудование.

Комплексы технических средств для автоматизации котлов и котельных КТС СКА2 и КТС СКА3, в которых в качестве контроллеров используются СПЕКОН СК2 и СК3 соответственно, кроме решения всех задач по безопасной работе котлов и котельных, имеют еще и ряд преимуществ, позволяющих потребителю оптимизировать управление котельной, окупить расходы на модернизацию и получить экономию.

Котроллеры обеспечивают:
• регулирование (по любому закону) производительности котлов в зависимости от времени суток и температуры наружного воздуха, разрежения в топке, соотношения «газ-воздух»; возможность регулирования с учетом сигнала от газоанализатора, от расхода газа, воды; в перспективе регулирование с учетом КПД котла. При этом типы регуляторов, коэффициенты регулирования задаются с клавиатуры контроллера;
• работу с любыми датчиками и исполнительными механизмами, поэтому при модернизации можно оставить то оборудование, которое не нуждается в замене, например, недавно установленное или еще не выработавшее свой ресурс;
• в ряде случаев сохранение старых кабельных связей;
• в ряде случаев регулирование с учетом технико-экономических показателей при использовании в составе КТС теплосчетчика,  корректора газа;
• отсутствие необходимости замены контроллеров, системы диспетчеризации при последующей замене котлов и горелок; это связано с тем, что контроллеры могут работать с различными типами оборудования, поэтому достаточно изменить только состав системы с клавиатуры контроллера;
• возможность увидеть предысторию аварии за счет наличия архивов параметров, НС, событий;
• надежную работу системы благодаря защите от несанкционированного доступа, развитой системе диагностики контроллера, датчиков, оборудования и т.д., что особенно важно при изношенном оборудовании; возможность вывода одной из защит для ее проверки без останова котла;
• снижение затрат на оборудование;
• оперативную проверку работоспособности контроллера с помощью стенда «Теплоком-Студио»;
• создание АСУ различной сложности.

Автоматизированная котельная
в г.Химки (три копла ДКВР-10)
Как уже отмечалось, наработка на отказ аналогичных, т.е. использующих ту же элементную базу и схемотехнические решения, приборов нашей фирмы, по данным эксплуатации, составляет 150 000 часов. Если говорить о наработке на отказ непосредственно контроллеров, то, по данным эксплуатации, это примерно 200 000 час. (с 2001 года более 1000 контроллеров эксплуатируются в 80-ти городах России, Казахстана, Узбекистана).

Часто слышу в отзывах оппонентов, что контроллер хороший, но его использование для  небольших котлов равноценно стрельбе из пушки по воробьям. Не могу с этим согласиться, потому что:
- во-первых, многофункциональность контроллера обеспечена его ПО, а как прибор он  очень простой: если посчитать количество электронных элементов, установленных в контроллере, то их будет не больше (а может даже и меньше) чем, например, в БУРСЕ, а это означает надежность;
- во-вторых, если за те же деньги можно приобрести изделие с существенно большим набором функций, надежное, заменяющее еще другие приборы и удешевляющее всю систему, экономящее деньги и топливо, снижающее загрязнение окружающей среды, то почему этого не делать?

Приведу отвлеченное сравнение. Если рядом будут стоять два новых автомобиля одного класса за одну цену, но у первого будут и климат-контроль, и АБС, и электроподъемники, и гидроусилитель, и автоматическая коробка, и меньшее потребление бензина, а в другом всего этого не будет (причем надежность первого даже выше чем у второго), вряд ли кто-то купит второй.

Таким образом, подведем итоги. Конечно, в процессе реконструкции котельной лучше поменять все изношенное оборудование. Но если средства крайне ограничены, а тепломеханическое оборудование работоспособно, то автоматику безопасности менять необходимо, чтобы не допустить аварий.

Автоматизированная котельная в г.Пушкине
(котлы - чугунно-секционные "Тла-3", горелки - подовые)

Использование контроллеров СПЕКОН СК  и автоматизированных систем управления теплоснабжением на их базе совместно со средствами коммерческого учета энергоносителей (ВКТ и ВКГ) и преобразователями расхода (ПРЭМ), выпускаемыми ЗАО «НПФ Теплоком», имеет ряд преимуществ и обеспечивает значительный экономический эффект, который формируется благодаря следующим факторам:
• экономии топлива за счет оптимизации процесса горения, погодного и суточного регулирования и повышения КПД котла;
• переводу котельных на работу без постоянного обслуживающего персонала;
• созданию связанной системы управления производством и потреблением тепла;
• снижению вероятности аварий и соответственно негативных последствий для окружающей среды.

В зависимости от мощности котельной указанные слагаемые экономического эффекта имеют разное значение. Для небольших котельных основная экономия от внедрения АСУТ получается за счет сокращения постоянного оперативного персонала. Сегодня на подобных котельных зарплата в себестоимости 1 Гкал превышает 50%, поэтому ее экономия является основным инструментом снижения стоимости тепла.

На больших котельных наибольшее значение в экономии приобретает экономия топлива. Рассмотрим примеры расчета экономического эффекта.

1. На котельной установлены 3 котла КВГМ-20. Планируемая выработка тепла в год  ~ 65 500 Гкал, расход газа – 9 500 000 м3. В штате котельной – 20 человек. Ориентировочная стоимость автоматизации указанной котельной «под ключ» - 6 млн руб.
После окончания работ заказчик должен получить экономию средств за счет:
• оптимизации процессов горения (регулирование соотношения топливо – воздух; разрежение в топке);
• погодного и суточного регулирования;
• использования режима «горячего резерва»;
• сокращения постоянного оперативного персонала.

Как показывает опыт внедрения автоматизированных систем регулирования объектов теплоэнергетического комплекса, экономия топлива благодаря вышеперечисленным причинам составляет ~ 8-10%, т.е. 760 000 - 950 000 м3 газа за год. Таким образом, при цене газа для российского потребителя ~ 1982 руб за 1000 м3 экономия составит ~ 1,6 млн руб.

Сокращение оперативного персонала на 15 человек, при средней зарплате с начислениями ~ 5000 руб в месяц, позволит за год сэкономить: 5000 х 15х12 = 900 000 руб.

В результате ежегодная экономия от автоматизации котельной только за счет оптимизации регулирования и сокращения части оперативного персонала составила бы:
1 600 000 + 900 000 = 2 500 000 руб., а срок окупаемости проекта:
6 000 000 : 2 500 00 = 2,4 года.

В настоящем расчете не учитывались снижение вероятности возникновения нештатных ситуаций, улучшение экологической обстановки за счет значительного снижения вредных веществ в уходящих газах, увеличение долговечности оборудования, снижение социальных выплат и т.д.

2. Котельная с тремя водогрейными котлами теплопроизводительностью 1 Гкал. Планируемая выработка тепла в год  ~ 6 000 Гкал, расход газа – 800 000 м3. В штате  котельной – 8 человек. Ориентировочная стоимость автоматизации указанной котельной «под ключ» - 1,4 млн руб.

За год экономия газа составит 80 000 м3 или ~ 160 000 руб, а экономия зарплаты – 480 000 руб. в год, т.е. ежегодная экономия составит 560 000 руб. Тогда срок окупаемости проекта составит ~ 2,5 года.

3. Рассмотрим  город,  имеющий 100 котельных по 3 Гкал (п.2). Стоимость автоматизации и диспетчеризации всех котельных составляет ~ 180 млн руб. Годовой экономический эффект от этой работы составит ~ 56 млн руб. Срок окупаемости ~ 3,2 года.

тел (812) 703-72-13, e-mail: krumer@teplokom.spb.ru, www.teplocom.spb.ru