SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Горит ли газ? Датчики наличия пламени АДП‑01

Разработанные и выпущенные конструкторским бюро «АГАВА» датчики контроля наличия пламени АДП-01 применяются для автоматизации тепловых агрегатов. В настоящий момент в линейку входит уже 9 приборов, различающихся принципом действия и входами/выходами. Особое внимание уделяется двум новым приборам из данной линейки: ультрафиолетовым датчикам АДП‑01.9 и АДП‑01.10.

agava_logo.gif



Топливные агрегаты, работающие на газе и жидком топливе, обязательно должны быть оснащены системой контроля наличия пламени. Пламя в зоне горения не всегда отличается устойчивостью, в некоторых ситуациях может произойти его отрыв. В этот момент горение прекращается, а газ продолжает подаваться, что создает угрозу взрыва газовоздушной смеси в топке.

Наличие факела контролирует и индицирует датчик пламени. Если пламя гаснет, датчик передает в систему аварийный сигнал, в ответ на который срабатывает предохранительная аппаратура (отсечные клапаны).

Несмотря на то что современные системы обнаружения пламени хорошо отработаны, они обладают рядом недостатков, такими как конечная надежность и достоверность обнаружения пламени или его отсутствия, селективность, чувствительность к посторонним засветкам. Некоторые приборы имеют высокую стоимость.

Последний фактор является существенным для объектов ЖКХ, оттого так важно в этой сфере появление недорогих, но отвечающих всем современным требованиям приборов. Компания ООО КБ «АГАВА» из Екатеринбурга, внедряющая системы АСУ ТП и разрабатывающая для них оборудование КИПиА, известна именно такими решениями: качественными, но по разумной цене, созданными с опорой на собственный двадцатилетний опыт и в соответствии с нуждами потребителей.

Основной сегмент бизнеса конструкторского бюро «АГАВА» составляет автоматизация тепловых агрегатов (котлов, топок, печей) и разработка контрольно-измерительного оборудования для этой отрасли. Сегодня мы заострим внимание на таком приборе, как датчик пламени.


Датчики АДП‑01

Назначение датчика-реле контроля пламени АДП-01 (рис. 1) – фиксировать наличие пламени в топке котла, а в случае его исчезновения формировать сигнал для автоматики защиты.

Ris_1_ADP.png

Рис. 1. Датчик-реле контроля пламени АДП‑01 (датчик пламени)

Датчики серии АДП‑01 выпускаются уже несколько лет. К настоящему моменту в линейку входят 9 приборов, различающихся в первую очередь чувствительными элементами: это оптические сенсоры (фотодиоды и фоторезисторы), ионизационный сенсор и (последняя разработка) ультрафиолетовый сенсор.

В корпусе небольшого прибора (габаритные размеры датчика составляют 98 × 56 мм, вес – 125 г) находится печатная плата, на которой смонтированы электронные компоненты. На задней крышке расположены три светодиода, выходной разъем и переменный резистор, предназначенный для регулировки чувствительности прибора. На передней части корпуса находится чувствительный элемент.

Пульсации или излучение пламени преобразуются с помощью чувствительного элемента в электрический сигнал, который после обработки сравнивается с пороговым уровнем. Если сигнал больше порогового уровня, на датчике горит зеленый светодиод, если меньше – зажигается красный светодиод: это знак, что пламя отсутствует, а газ подается. Остальные светодиоды индицируют интенсивность пламени. Также при превышении порога формируется выходной сигнал.

Для подключения к системе автоматизации каждый датчик пламени снабжен выходом одного из двух типов: это может быть открытый коллектор или контакты реле.


Датчики пламени АДП‑01.9 и АДП‑01.10

По просьбам проектировщиков и наладчиков, часто сталкивающихся с проблемами настройки режимов горения котлов и печей, компания «АГАВА» освоила выпуск новых изделий: датчиков пламени АДП‑01.9 и АДП‑01.10. От приборов предыдущих серий эти датчики отличаются чувствительным элементом, реагирующим на ультрафиолетовое излучение.

Зачем понадобилась новая разработка? Дело в том, что оптические сигнализаторы пламени, которые имеют в качестве сенсора фотодиоды и фоторезисторы, реагируют на пульсацию факела. В 90 % случаев такой принцип действия себя оправдывает, однако иногда бывает, что факел гаснет, а оптический датчик все равно показывает наличие пламени, потому что он регистрирует ложные пульсации, оставшиеся из-за колебаний воздуха или газов на фоне раскаленной стенки топки.

Еще одной проблемой, известной всем котлостроителям и эксплуатационщикам, является низкая селективность датчиков пламени, особенно характерная для трех и более горелочных котлов (печей). Это чревато как минимум хлопком газа, а как максимум – масштабной аварией котла или котельной.
Новые датчики АДП‑01.9 и АДП‑01.10 реагируют на наличие ультрафиолетового излучения, а оно бывает только при горении газового факела. Таким образом, снимается проблема «раскаленной стенки топки».

Таблица 1. Применение датчика пламени АДП‑01 для различных типов котлов

tabl_1.png

Кроме того, поскольку ультрафиолетовые приборы практически не реагируют на посторонние засветки в видимой части спектра, снижается вероятность того, что датчик зафиксирует факел «чужой» горелки, то есть улучшаются показатели селективности работы системы обнаружения пламени в целом.

Ультрафиолетовый датчик впервые применяется в приборах линейки АДП‑01. Это универсальный прибор для любых газовых горелок и запальников, в том числе для котлов и печей с эффектом светлой топки и с повышенными требованиями к селективности.

Следует добавить, что стоимость приборов из линейки АДП-01 сегодня составляет немногим больше 7 тысяч рублей.
В таблицу 1 сведены рекомендации по применению всех датчиков пламени серии АДП‑01.


Вместо послесловия. Блиц-интервью с Олегом Владимировичем Полтавцевым, коммерческим директором ООО КБ «АГАВА»

Автоматизация тепловых агрегатов настолько специфическая область, что непросто разобраться во всех связанных с ней терминах, понятиях и ситуациях. Поэтому мы обратились к специалисту, чтобы задать ему несколько вопросов о датчиках пламени, применяющихся для автоматизации котлов.

ИСУП: Ваши датчики пламени обладают двумя типами выходов: с открытым коллектором и с контактами реле. Какие чаще заказывают?

О. В. Полтавцев: С релейным выходом. Это более универсальное и надежное решение.

ИСУП: Датчик АДП‑01.6 имеет контрольный электрод, который не входит в состав изделия. На чем базируется его принцип действия?

О. В. Полтавцев: В случаях, когда невозможно установить АДП‑01 так, чтобы он не видел пламя соседних горелок, используется модель АДП‑01.6 с контрольным электродом. Пламя горелки или запальника «задевает» электроды и между ними появляется ток ионизации, который после усиления, обработки и сравнения с порогом формирует дискретный сигнал.

ИСУП: Насколько устойчив корпус датчика пламени АДП‑01 к высоким температурам?

О. В. Полтавцев: Максимальная рабочая температура датчиков АДП‑01 составляет 60 °C. Если в предполагаемом месте установки температура выше, мы рекомендуем дополнительно использовать фланец АГСФ.716673.001.

ИСУП: Расскажите подробнее о проблеме раскаленной стенки топки.

О. В. Полтавцев: Фотодиодные и фоторезисторные датчики пламени реагируют на пульсации, которые могут возникать не только от пламени, но и (при его отсутствии) от колебаний воздуха или газа на фоне раскаленной топки, если расстояние от стенки топки до датчика небольшое. В этом случае нужно устанавливать либо ионизационные датчики, либо модификации АДП‑01.9 или АДП‑01.10 (для газовых горелок).

ИСУП: Что такое недостаточная селективность контроля пламени?

О. В. Полтавцев: Это тот случай, когда прибор «видит» пламя чужой горелки и принимает его за свое. То есть, если по какой-то причине горелка не разожглась, а датчик «поймает» отсвет факела соседней или противоположной горелки, то автоматика будет «думать», что все в порядке, и вовремя не остановит подачу газа. Это чревато в лучшем случае хлопком газа, но может привести и к масштабной аварии котла или котельной.


Материалы опубликованы в журнале «ИСУП», № 5(65)_2016

ООО КБ «АГАВА», г. Екатеринбург,
тел.: +7 (343) 262-9276,
e-mail: pov@erman.ru,
 сайт: kb-agava.ru