Навигация
В статье рассматриваем классификацию датчиков для горелок котлов, их особенности, а также даем рекомендации по правильному выбору.
Классификация датчиков
Датчики в горелочных системах можно классифицировать по разным признакам: назначению, принципу действия, способу монтажа, типу выходного сигнала.
В зависимости от функционального назначения, контрольно-измерительные приборы делятся на датчики:
- Пламени
- Температуры
- Давления
- Тяги (разрежения)
Датчики пламени позволяют определить наличие устойчивого горения в топочной камере котла или другого теплогенератора. Без этих устройств невозможно обеспечить безопасность горелочной системы. При нестабильном факеле или затухании пламени, приборы мгновенно передают соответствующий сигнал средствам автоматики для отключения подачи топлива.
Датчики температуры могут контролировать параметры в разных точках топливной системы, что влияет на конструкцию и технологию измерения. Например, при контроле температуры в топке котла применяются термопары. Строго говоря, это один из видов датчиков пламени, поэтому наряду с оптическими (ультрафиолетовыми, инфракрасными) и ионизационными приборами, обеспечивают контроль горения в топочной камере. Помимо топки, приборы, контролирующие температуру, устанавливаются в дымоходе для анализа эффективности горения, в точках подачи и возврата теплоносителя. Устройства используются для регулирования мощности, защиты от перегрева, проверки КПД котла.
Датчики давления применяются для контроля давления газа или воздуха. Некоторые модели универсальны и могут использоваться для обеих сред. С их помощью измеряют давление газового топлива на входе в горелку, чем обеспечивают подачу энергоресурса с характеристиками, допустимыми для конкретной модели и системы в общем. Приборы, контролирующие давление воздуха, дают информацию о напоре воздушного потока, создаваемого вентилятором в наддувных горелках. Они также предоставляют данные о дифференциальном давлении в системе горения. Помимо традиционных сенсорных устройств, существуют комбинированные решения – реле-датчики, которые также делятся на приборы, контролирующие давление газа и воздуха. Задача таких устройств состоит не только в контроле параметров, но и в замыкании, размыкании либо переключении контактов при наступлении заданных условий срабатывания.
Датчики тяги (разрежения) напрямую не управляют горелками, но участвуют в процессах горения, путем контроля работы вентилятора, отвечающего за удаление продуктов сгорания. Приборы препятствуют запуску горелки, при отсутствии достаточной тяги в газоходе. Являются инструментом так называемой косвенной технологии контроля горения, так же как и датчики, измеряющие давление топлива в подающем трубопроводе и перед горелкой.
Особенности датчиков пламени
Каждый тип датчика в горелочной системе имеет собственные технические особенности. В первую очередь по отношению к принципу работы. Что это означает, можно рассмотреть на примере измерительных приборов, контролирующих горение в топочной камере.
В зависимости от метода контроля, датчики обнаружения факела подразделяются на:
- Ионизационные – приборы определяют пламя по наличию ионизированного газа между электродами
- Фотодатчики – реагируют на интенсивность светового потока, в том числе в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне
- Термометрические – принцип работы основан на зависимости физических параметров от температуры (термопары, терморезисторы)
Датчики контроля пламени не допускают загрязнения чувствительного элемента. Поэтому обязательное условие корректной работы этих приборов – регулярная очистка от сажи, особенно при использовании жидкого топлива. Кроме того, датчики горения требуют учета спектра излучения пламени, поскольку газу, мазуту, дизелю характерен свой спектральный диапазон.
Основные правила выбора
Выбор датчиков должен опираться на конкретные требования котельного оборудования, тип горелки и условия эксплуатации. Основные критерии выбора включают:
- Совместимость с системой управления – выходной сигнал датчика (аналоговый, цифровой, дискретный) должен быть совместим с автоматикой котла
- Диапазон рабочих параметров – в зависимости от типа прибора нужно учитывать температуру, давление, спектральную чувствительность
- Устойчивость к внешним условиям – важно обращать внимание на класс IP-защиты корпуса, стойкость к загрязнениям
- Монтаж и обслуживание – целесообразнее выбирать приборы с унифицированными креплениями, стандартными разъемами и возможностью быстрого демонтажа для замены или обслуживания
- Срок службы и экономическая обоснованность – эксплуатационный ресурс устройств одной группы разнится; например, термопара служит до трех лет, в зависимости от среды, а УФ-датчик рассчитан на 5,, 10-летнее использование; также с точки зрения затрат, нужно учитывать расходы на калибровку и обслуживание
При модернизации котельной разумнее выбирать датчики, поддерживающие индустриальные протоколы связи (например, Modbus RTU), для упрощения диагностики и интеграции. Кроме того, приоритет необходимо отдавать устройствам, прошедшим сертификацию. Наличие у производителя сертификатов соответствия (CE, EAC, ATEX, ISO 9001) служит прямым подтверждением надежности, безопасности и функциональности контрольно-измерительных приборов.
Являясь неотъемлемой частью системы автоматики, датчики пламени, температуры, горения, тяги обеспечивают эффективную работу теплогенератора. Поэтому правильному выбору модели необходимо уделять особое внимание. При этом важно учитывать не только технические характеристики, но и особенности эксплуатации, взаимодействие с автоматикой и требования по безопасности.