Автоматика промышленного электрокотла

Промышленный электрокотёл отличается от бытового масштабом (от 50 кВт против 3-15 кВт) и соответственно требует значительно более сложной автоматики. Электрокотлы применяются там, где нет газоснабжения, но есть доступ к электроэнергии — на удалённых промплощадках, в северных регионах, на объектах с собственной генерацией от солнечных или ветровых установок, в котельных смешанного типа (резерв основного котла).

Типы промышленных электрокотлов

ТЭНовые

Нагрев воды с помощью трубчатых электронагревателей (ТЭНов), сгруппированных в блоки. Регулирование — ступенчатое (включение групп ТЭНов) или тиристорное (плавное на малых мощностях). Простая конструкция, лёгкая замена ТЭНов. Мощности 50-500 кВт.

Электродные

Нагрев осуществляется проходящим через воду током между электродами. Более компактны, выше КПД, но требуют подготовленной воды с нормированной электропроводностью. Мощности 100 кВт - 20 МВт в крупных моделях.

Индукционные

Нагрев индукционным методом через ферромагнитный сердечник. Высокая надёжность (нет открытых нагревательных элементов), но дороже. Мощности 100 кВт - 10 МВт.

Функции автоматики

Регулирование мощности

• Ступенчатое — включение групп ТЭНов (например, 6 ступеней по 10 кВт для котла 60 кВт). Простая, но грубая регулировка.
• Тиристорное (для малых и средних) — плавная регулировка 0-100 процентов. Применяется до 150-200 кВт.
• Комбинированное — ступенчатое плюс одна тиристорная для точной подстройки. Оптимально для мощностей от 200 кВт.

Защиты

• Сухой ход — датчик уровня в котле. При недостатке воды нагрев автоматически отключается, иначе ТЭНы сгорают за секунды.
• Превышение давления — реле давления на выходном трубопроводе. При превышении — отключение нагрева, срабатывание предохранительного клапана.
• Превышение температуры — датчик температуры в котле. Два уровня: рабочий максимум (например, 95 °C) и аварийный (например, 105 °C) с полным обесточиванием.
• Короткое замыкание и перегрузка — автоматические выключатели по каждой группе ТЭНов плюс общий вводной.
• Контроль обрыва фазы — реле контроля фаз на входе. При обрыве — отключение.
• Контроль температуры возвратной воды (для электродных котлов) — защита от замерзания при слабом расходе.

Поддержание температуры

Основной регулятор — ПИД по температуре теплоносителя на выходе котла. Задание — от температурного графика (чем холоднее на улице, тем горячее теплоноситель) или фиксированное. Регулятор управляет количеством включённых ступеней ТЭНов или тиристорным блоком.

Автоматика /glossariy/shkaf-upravleniya-elektrokotlom циркуляции

Для нормальной работы котла необходим постоянный расход теплоносителя (минимум 2-3 кубометра в час на каждые 100 кВт мощности). Автоматика шкафа включает циркуляционный насос перед включением ТЭНов и держит его работающим ещё 5-10 минут после отключения нагрева для отвода остаточного тепла.

Шкаф управления

Шкаф автоматики промышленного электрокотла — основной компонент системы. Содержит:

• Вводной автоматический выключатель на полную нагрузку котла
• Контакторы для каждой группы ТЭНов (3-6-12 ступеней)
• Автоматические выключатели групп ТЭНов (для защиты и обслуживания)
• Тиристорный блок (для плавного регулирования, если применяется)
• Контроллер управления — программируемое реле или ПЛК
• Датчики температуры, давления, уровня, расхода (подключение)
• Сигнализация работы и аварий
• Коммуникация для диспетчеризации (Modbus RTU, Ethernet)

РУБИКОН изготавливает шкафы автоматики электрокотлов 50 кВт - 2 МВт по индивидуальному проекту. Для стандартных применений поставляем серийные шкафы совместно с котлами ЗОТА, ЭВАН, Эван Hidro.

Производители электрокотлов: ЗОТА (российский), Эван (российский), ЭВАН, Erg (российский), Thermona (чешский), Kospel (польский), Protherm.