Автоматизация водогрейного котла КВГМ-100: разработка системы управления температурой воды на выходе с применением Simatic S7-300 и оценка эффективности для котельной ГУП «ТЭК СПб»

В современной теплоэнергетике, где каждый процент экономии топлива и каждая минута безотказной работы оборудования имеют критическое значение, автоматизация технологических процессов становится не просто желаемым, а жизненно важным условием. Внедрение автоматизированных систем управления (АСУ) в котельных позволяет снизить расход топлива на 5-15% и даже до 20-60% за счет оптимизации режимов горения и точного регулирования потребления энергоресурсов. В контексте таких крупных предприятий, как ГУП «ТЭК СПб», эксплуатирующих мощные водогрейные котлы КВГМ-100, разработка и модернизация систем автоматического управления (САУ) становится ключевым фактором повышения операционной эффективности, надежности и экологической безопасности.

Настоящая дипломная работа посвящена глубокому исследованию и разработке САУ температурой воды на выходе водогрейного котла КВГМ-100 с применением современных программно-технических комплексов, в частности, контроллеров Siemens Simatic S7-300. Целью данного проекта является не только создание функциональной и эффективной системы, но и всесторонняя оценка ее технико-экономических показателей, а также влияния на производственную и экологическую безопасность.

Структура работы охватывает все аспекты, необходимые для комплексного понимания и реализации проекта: от детального обзора объекта автоматизации и теоретических основ управления до выбора современного оборудования, разработки математических моделей и алгоритмов регулирования, а также анализа экономической и экологической эффективности. Научная новизна исследования заключается в адаптации передовых методов математического моделирования и синтеза систем управления к специфическим условиям эксплуатации котла КВГМ-100, а также в детализированном подходе к оценке влияния автоматизации на все ключевые показатели работы котельной. Практическая значимость работы выражается в возможности использования предложенных решений для реальной модернизации систем управления на объектах ГУП «ТЭК СПб» и других аналогичных теплогенерирующих предприятий, что обеспечит значительное снижение эксплуатационных затрат и повышение общего уровня безопасности.

Обзор объекта автоматизации: водогрейный котел КВГМ-100 и технологический процесс

Понимание объекта автоматизации является краеугольным камнем успешного проекта. Водогрейный котел КВГМ-100 — это не просто агрегат для нагрева воды; это сложная инженерная система, динамика которой определяет эффективность всей теплогенерирующей установки. Детальное погружение в его конструкцию, принцип работы и сопутствующее оборудование позволяет выявить точки приложения автоматизации и сформулировать задачи управления, что крайне важно для предотвращения дорогостоящих ошибок на этапе проектирования.

Назначение и технические характеристики котла КВГМ-100

Водогрейный котел КВГМ-100 (полное обозначение КВ-ГМ-116,3-150) — это мощная теплоэнергетическая установка, специально разработанная для производства горячей воды с температурой до 150°С. Эта горячая вода является универсальным теплоносителем и находит широкое применение в различных отраслях: от систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС) промышленных и бытовых объектов до обеспечения технологических нужд на производстве.

Ключевой характеристикой котла является его номинальная теплопроизводительность, составляющая внушительные 100 Гкал/ч (или 116,3 МВт). При этом КВГМ-100 обладает значительной гибкостью в регулировании мощности, позволяя оператору изменять теплопроизводительность в широком диапазоне — от 30% до 100% от номинального значения. Такая адаптивность критически важна для соответствия переменным потребностям в тепле в течение суток или отопительного сезона.

Конструктивно котел КВГМ-100 относится к прямоточным агрегатам и имеет П-образную компоновку, что является характерной чертой для котлов большой мощности. Он спроектирован для работы с перепадом температур воды 40°С при пиковом режиме эксплуатации и 80°С в основной схеме. Основными элементами его конструкции являются:

• Топочный блок: Здесь происходит процесс сжигания топлива.
• Конвективный блок: В этом блоке осуществляется основной теплообмен между продуктами сгорания и теплоносителем.
• Газомазутная горелка: Котел КВГМ-100 комплектуется тремя мощными газомазутными горелками типа РГМГ-30, что позволяет использовать в качестве топлива как природный газ, так и мазут, обеспечивая гибкость в условиях топливного рынка.

Описание технологического процесса производства тепловой энергии

Процесс производства тепловой энергии в котельной, оснащенной котлами КВГМ-100, представляет собой последовательность взаимосвязанных стадий, каждая из которых требует точного контроля и управления:

1. Подготовка топлива: В зависимости от используемого топлива, эта стадия может включать очистку и подогрев мазута, снижение давления газа до требуемого уровня, а также его фильтрацию.
2. Сжигание топлива: Подготовленное топливо подается в горелки топочного блока, где происходит его сжигание в смеси с воздухом, образуя высокотемпературные топочные газы.
3. Теплообмен: Горячие топочные газы проходят через топочный и конвективный блоки котла. В это время осуществляется интенсивный теплообмен с теплоносителем – водой. Гидравлическая схема основного режима котла КВГМ-100 предполагает однопоточное питание, когда деаэрированная вода с температурой около 70°С подается во фронтовой экран топки, а затем последовательно проходит через все теплообменные поверхности, нагреваясь до заданной температуры (до 150°С).
4. Удаление продуктов сгорания: После прохождения через котел и передачи большей части тепловой энергии, продукты сгорания (дымовые газы) направляются через систему дымоудаления в атмосферу. Перед выбросом они могут проходить через дополнительные теплообменные аппараты (экономайзеры, воздухоподогреватели) для повышения общего КПД установки.

Вспомогательное оборудование играет критически важную роль в поддержании стабильности и эффективности этого процесса.

Вспомогательное оборудование и его роль в процессе

Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы водогрейных котлов КВГМ-100 используются различные вспомогательные устройства, каждое из которых выполняет свою уникальную функцию:

• Водяные экономайзеры: Эти трубчатые теплообменники предназначены для предварительного подогрева питательной воды перед ее поступлением в котел. Используя теплоту уходящих дымовых газов, экономайзеры повышают температуру воды до 30–40 °С ниже температуры кипения. Это имеет двойное преимущество: во-первых, предотвращается парообразование и связанные с ним гидравлические удары внутри котла, что повышает безопасность и срок службы оборудования; во-вторых, происходит утилизация тепла уходящих газов, что существенно повышает коэффициент полезного действия (КПД) котельного агрегата.
• Воздухоподогреватели: Аналогично экономайзерам, воздухоподогреватели также используют тепло уходящих газов, но для предварительного нагрева воздуха, подаваемого в топку котла. Температура воздуха может достигать 200–250 °С при сжигании природного газа и мазута. Подогрев воздуха интенсифицирует процесс горения, делая его более полным и эффективным, что, в свою очередь, снижает температуру уходящих газов до оптимальных 120–160 °С и, как следствие, повышает КПД котельной установки.

Приборы теплового контроля и арматура котла

Для непрерывного мониторинга, обеспечения безопасности и регулирования работы котла КВГМ-100 используются разнообразные приборы контроля и запорно-регулирующая арматура:

• Приборы теплового контроля:
  • Манометры: Применяются для измерения давления и разрежения в различных точках системы (топка, газоходы, водяные тракты). Различают жидкостные, пружинные, дифференциально-трансформаторные, токовые и электромагнитные преобразователи.
  • Термометры: Используются для измерения температуры воды на входе и выходе из котла, температуры уходящих газов, воздуха и других технологических сред. Включают жидкостные, манометрические, дилатометрические, термопары и пирометры.
  • Расходомеры: Предназначены для определения объема или массы теплоносителя (воды), топлива (газа, мазута) и воздуха, что критически важно для поддержания оптимального соотношения «топливо-воздух» и контроля теплопроизводительности.
  • Уровнемеры: Контролируют уровень жидкости в баках (например, в деаэраторах) и используются для защиты от переполнения или сухого хода.
• Арматура котла:
  • Запорная арматура: Включает в себя задвижки и обратные клапаны (горизонтального и вертикального исполнения), а также клапаны-отсекатели газа (например, ПКН, ПЗК, КГ, СВГМ) с электромагнитом. Ее назначение — полное перекрытие потока рабочей среды или предотвращение его обратного хода.
  • Регулирующая арматура: Обеспечивает изменение расхода рабочей среды, тем самым регулируя параметры процесса (например, подачу топлива, воздуха).
  • Арматура безопасности: Играет ключевую роль в предотвращении аварийных ситуаций. К ней относятся:
    • Предохранительные клапаны: Устанавливаются для защиты котлов от превышения давления. Они срабатывают при достижении давления, превышающего расчетное более чем на 10%, выпуская избыток рабочей среды. На водогрейных котлах предохранительные клапаны устанавливаются на подающей трубе. Для котлов мощностью до 400 кВт устанавливается один клапан, а для котлов мощностью более 400 кВт – не менее двух.
    • Автоматические воздухоотводчики: Удаляют воздух из системы, предотвращая воздушные пробки.
    • Манометры: В контексте арматуры безопасности они являются частью группы безопасности, обеспечивая визуальный контроль давления.

Роль водоподготовки и ее автоматизация в котельных ГУП «ТЭК СПб»

Водоподготовка является одной из важнейших составляющих стабильной и долговечной работы котельного оборудования. Качество питательной воды напрямую влияет на образование накипи и коррозии, что может привести к снижению КПД котла, увеличению расхода топлива, а в худшем случае — к аварийным ситуациям и выходу оборудования из строя. Это подчеркивает не просто желательность, но и критическую необходимость тщательной автоматизации водоподготовки для обеспечения бесперебойной работы.

Основные стадии водоподготовки для котельных включают:

1. Механическая очистка: Включает осаждение (для удаления крупных взвешенных частиц) и фильтрацию (для удаления более мелких примесей).
2. Умягчение: Удаление солей жесткости (кальция и магния), которые являются основной причиной образования накипи. Часто используется ионообменными смолами.
3. Обессоливание: Снижение общего содержания растворенных солей. Может осуществляться ионообменными смолами или методом обратного осмоса.
4. Удаление растворенных газов: Деаэрация — процесс удаления кислорода и углекислоты, которые вызывают коррозию металлических поверхностей котла.
5. Регулирование pH: Поддержание оптимального значения pH воды для предотвращения коррозии и накипеобразования.
6. Дополнительные этапы: При повышенном содержании железа и марганца в исходной воде могут потребоваться аэрация и обезжелезивание.

Автоматизация водоподготовительной установки (ВПУ) приносит значительные преимущества:

• Оптимизация работы оборудования: Автоматические системы способны точно дозировать реагенты, контролировать режимы фильтрации и регенерации, обеспечивая стабильное качество воды.
• Максимизация информирования оператора: Современные САУ ВПУ предоставляют оператору полную информацию о состоянии воды, стадиях очистки, ресурсе фильтров и необходимости обслуживания, что повышает осведомленность и позволяет своевременно реагировать на изменения.
• Упрощение управления: Автоматизация значительно снижает ручной труд, упрощает процессы пуска, останова и обслуживания водоочистных сооружений, минимизируя влияние человеческого фактора.
• Увеличение срока службы аппаратуры: Точный контроль и поддержание оптимальных параметров водоподготовки предотвращают преждевременный износ оборудования, продлевая его эксплуатационный ресурс.

Внедрение автоматизированных систем, включающих автоматические напорные фильтры, мембранные установки очистки воды и реакторы умягчения/деионизации, позволяет ГУП «ТЭК СПб» не только улучшить качество теплоносителя, но и значительно снизить эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание котельного оборудования.

Теоретические основы и методы автоматического управления котлами

Автоматизация котельных – это не просто набор датчиков и исполнительных механизмов, а комплексная наука, направленная на создание интеллектуальных систем, способных самостоятельно поддерживать оптимальные режимы работы, обеспечивать безопасность и максимизировать экономическую эффективность. Понимание принципов и методов автоматического управления является основой для разработки по-настоящему эффективной системы для котла КВГМ-100.

Цели и функции автоматизации водогрейного котла КВГМ-100

Ключевой целью автоматизации водогрейного котла КВГМ-100 является разработка и исследование автоматической системы регулирования (АСР), которая позволит не только поддерживать заданные параметры теплоносителя, но и оптимизировать весь технологический процесс производства тепловой энергии. Внедрение автоматизации в котельных приносит ощутимые выгоды, снижая расход топлива на 5-15% за счет оптимизации режимов горения и регулирования, что делает ее одним из наиболее эффективных инструментов повышения операционной эффективности.

Функции автоматизации, реализуемые в современных системах, многообразны и охватывают все критически важные аспекты работы котла:

• Автоматическое регулирование параметров работы: Это основная функция, направленная на поддержание заданных значений температуры горячей воды на выходе из котла, давления теплоносителя, разрежения в топке и оптимального соотношения «топливо-воздух».
• Автоматическая защита котла (автоматика безопасности): Эта функция предотвращает развитие аварийных ситуаций, автоматически отключая котел при выходе параметров за допустимые пределы.
• Световая и звуковая сигнализация: Информирование оперативного персонала о предаварийных ситуациях, отклонениях от нормы и срабатывании защит.
• Дистанционный контроль ряда параметров: Предоставление оператору возможности удаленно отслеживать ключевые показатели работы котла через человеко-машинный интерфейс (HMI).
• Дистанционное управление исполнительными механизмами: Возможность удаленного управления насосами, задвижками, регулирующими клапанами, что повышает оперативность реагирования.
• Автоматический розжиг и контроль герметичности газовой арматуры: Безопасный и контролируемый запуск котла.
• Предупреждение аварийных ситуаций: Проактивное оповещение оператора о потенциальных проблемах до того, как они перерастут в аварию.
• Запуск и остановка котельно-вспомогательного оборудования: Координация работы насосов, вентиляторов и других агрегатов.

Принципы регулирования параметров работы котла

Эффективность работы котла КВГМ-100 напрямую зависит от точности и стабильности поддержания ряда ключевых параметров. Автоматика играет здесь решающую роль, реализуя различные принципы регулирования:

• Регулирование производительности (мощности) котла: Это один из основных параметров, который адаптируется к текущей потребности в тепле. Регулирование может осуществляться:
  • Качественным методом: Изменение мощности отдельных горелок путем корректировки подачи топлива и воздуха.
  • Комбинированным методом: Сочетание изменения количества включенных горелок с регулированием их индивидуальной мощности.
• Регулирование разрежения в топке: Поддержание оптимального разрежения (давления ниже атмосферного) в топочной камере необходимо для стабильного процесса горения, предотвращения прорыва пламени и уноса горячих газов в помещение котельной, а также для обеспечения эффективной тяги.
• Оптимальное качество регулирования соотношения «топливо-воздух»: Это критически важный параметр для полного сгорания топлива, минимизации вредных выбросов и достижения максимального КПД. Недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию и образованию угарного газа, избыток воздуха – к увеличению тепловых потерь с уходящими газами. Автоматика постоянно корректирует подачу воздуха в зависимости от расхода топлива.
• Погодозависимая автоматика: Эта система регулирует степень нагрева теплоносителя, исходя из данных о температуре наружного и внутреннего воздуха. Поддерживая заданную температуру воздуха в помещениях, она позволяет значительно снизить расход топлива – до 15%, так как котел не работает «в полную силу», когда в этом нет необходимости.
• Автоматические регуляторы расхода воды: Эти регуляторы, в комплексе с системами мониторинга и оптимизации потребления, способны сократить расход воды в котельных, однако конкретные процентные показатели экономии сильно зависят от исходного состояния системы, ее размера и степени автоматизации.
• Оптимизация мощности газового насоса и котла: Достигается за счет точного регулирования соотношения «топливо-воздух», поддержания оптимального режима горения и использования погодозависимой автоматики, что в целом может снизить расход топлива до 15%.

Автоматика безопасности и аварийные защиты

Безопасность эксплуатации котельных установок является абсолютным приоритетом. Автоматика безопасности водогрейных котлов — это сложный комплекс средств, предназначенный для предотвращения аварий и минимизации их последствий. Она обеспечивает:

• Автоматический розжиг: Контролируемый и безопасный запуск горелок в заданной последовательности.
• Контроль герметичности газовой арматуры: Перед розжигом и в процессе работы система проверяет газовые клапаны на предмет утечек, что предотвращает скопление газа и взрывоопасные ситуации.
• Предотвращение пуска котла при выходе за пределы аварийных параметров: Система не позволит запустить котел, если давление газа, давление воздуха, разрежение в топке или другие критические параметры находятся вне допустимых значений.
• Автоматизация процесса горения: Топливо и воздух подаются в топочную камеру в зависимости от требуемых параметров горячей воды, обеспечивая стабильное и безопасное горение.
• Аварийный останов котла: Происходит при возникновении предаварийных или аварийных показателей, которые могут привести к разрушению оборудования или угрозе для персонала. К таким условиям относятся:
  • Повышение/понижение давления воды на выходе из котла.
  • Повышение температуры воды на выходе из котла сверх допустимых значений.
  • Понижение разрежения в топке котла.
  • Погасание факела горелки.
  • Отключение насосов (циркуляционных, питательных).
  • Превышение/понижение давления газа на горелках.
  • Понижение давления воздуха, подаваемого на горение.

Функциональные возможности современной автоматики позволяют не только осуществлять ручное или автоматическое управление параметрами работы котла, но и предотвращать аварийные ситуации с помощью сигнализации, а также обеспечивать экстренный останов котла при превышении предельно допустимых параметров, что является основой безаварийной эксплуатации. Это значит, что система не просто реагирует на проблему, но и активно предотвращает ее эскалацию, защищая как оборудование, так и персонал.

Выбор и обоснование программно-технического комплекса: Siemens Simatic S7-300

Выбор программно-технического комплекса (ПТК) является одним из ключевых этапов проектирования системы автоматического управления. От его характеристик зависят не только функциональные возможности будущей САУ, но и ее надежность, масштабируемость и простота обслуживания. В данном проекте обоснован выбор контроллера Siemens Simatic S7-300, который зарекомендовал себя как надежное и гибкое решение для автоматизации средней сложности.

Обзор серии Simatic S7-300: архитектура и основные модули

Siemens Simatic S7-300 представляет собой модульный программируемый логический контроллер (ПЛК), разработанный для построения систем автоматизации широкого спектра задач – от простых до средней степени сложности. Его архитектура основана на модульном принципе, что обеспечивает высокую гибкость и возможность адаптации под конкретные технологические требования котельной ГУП «ТЭК СПб».

Основные компоненты и модули серии S7-300 включают:

• Модуль центрального процессора (CPU): Это «мозг» контроллера. В серии S7-300 используются различные типы CPU, например, S7-31x. Они различаются по производительности и объему памяти. Типичный объем оперативной памяти (RAM) варьируется от 64 КБ до 512 КБ, а памяти постоянного хранения (ROM) – от 256 КБ до 16 МБ. CPU отвечает за выполнение программы пользователя, обработку сигналов ввода/вывода, управление коммуникациями и диагностику.
• Блоки питания (PS): Обеспечивают стабилизированное электропитание для всех модулей контроллера.
• Сигнальные модули (SM): Предназначены для ввода и вывода дискретных (цифровых) и аналоговых сигналов. Эти модули связывают ПЛК с внешними датчиками (температуры, давления, расхода) и исполнительными механизмами (клапаны, насосы, горелки). Модули могут иметь различное количество каналов, например, 8, 16, 32 или 64 дискретных входа/выхода или 2, 4, 8, 16 аналоговых входов/выходов на один модуль. Благодаря модульности, общая конфигурация может поддерживать до 32 слотов для расширения, что позволяет подключить несколько сотен входов/выходов, достаточных для автоматизации сложного котельного оборудования.
• Коммуникационные процессоры (CP): Используются для связи контроллера с другими устройствами автоматизации, системами диспетчерского управления (SCADA) и верхним уровнем АСУ ТП через промышленные сети.
• Функциональные модули (FM): Это специализированные модули, предназначенные для выполнения конкретных сложных задач, таких как высокоточное регулирование (ПИД-регулирование), позиционирование, скоростной счет или управление движением. Их наличие позволяет разгрузить основной CPU и обеспечить высокую точность и скорость выполнения критически важных функций.

Модульная конструкция Simatic S7-300 позволяет настраивать контроллер под конкретные задачи автоматизации водогрейного котла КВГМ-100, выбирая оптимальную конфигурацию устройства и обеспечивая масштабируемость системы в случае будущих расширений или модернизаций.

Технические характеристики и функциональные возможности S7-300

Siemens Simatic S7-300 обладает рядом выдающихся технических характеристик и функциональных возможностей, которые делают его идеальным выбором для автоматизации теплоэнергетических объектов:

• Высокая скорость обработки данных: Типичное время выполнения битовой операции для процессоров Simatic S7-300 варьируется от 0,025 мкс (для наиболее производительных CPU 319-3 PN/DP) до 0,1 мкс (для базовых CPU 312). Такая скорость обеспечивает быструю реакцию на изменения технологических параметров, что критически важно для поддержания стабильного температурного режима котла и оперативного срабатывания защит.
• Широкий диапазон рабочих температур: Контроллеры S7-300 спроектированы для работы в сложных промышленных условиях, с типичным диапазоном рабочих температур от 0°С до 60°С. Это гарантирует надежную работу оборудования даже в условиях котельной, где возможны значительные колебания температуры.
• Модульность и масштабируемость: Возможность подключения до 32 модулей расширения позволяет легко адаптировать систему к любым требованиям, от небольших установок до комплексных систем с большим количеством входов/выходов.
• Поддержка различных протоколов связи: S7-300 поддерживает широкий спектр промышленных протоколов, таких как Ethernet (через PROFINET), PROFIBUS, MODBUS. Это обеспечивает гибкость и простоту интеграции с другим оборудованием котельной (например, с системой управления водоподготовкой, насосами), а также с вышестоящими SCADA-системами и системами управления предприятием.
• Встроенные функции центрального процессора: Некоторые модели CPU S7-300 способны поддерживать функции скоростного счета, ПИД-регулирования и позиционирования на уровне операционной системы. Это упрощает реализацию сложных алгоритмов управления без необходимости использования отдельных функциональных модулей.
• Удаленное управление и мониторинг: Контроллеры S7-300 могут быть подключены к сети и управляться удаленно, что позволяет оперативно реагировать на проблемы, проводить диагностику и оптимизировать работу оборудования без непосредственного присутствия персонала на объекте.

Среда программирования STEP 7 и применяемые языки

Программирование и настройка контроллеров Siemens Simatic S7-300 осуществляется в интегрированной среде разработки STEP 7. Это мощное программное обеспечение предоставляет инженерам все необходимые инструменты для создания программ управления, конфигурации оборудования, диагностики и визуализации работы системы в реальном времени.

STEP 7 поддерживает несколько языков программирования, что обеспечивает гибкость и удобство для разработчиков с различным опытом:

• Structured Text (ST): Это язык высокого уровня, похожий на Pascal. Он идеально подходит для реализации сложных алгоритмов, математических расчетов и обработки данных. ST позволяет создавать структурированный и читаемый код, что упрощает отладку и сопровождение программ.
• Instruction List (IL): Язык низкого уровня, близкий к ассемблеру. Он обеспечивает максимальный контроль над процессором и может быть полезен для оптимизации критически важных по времени участков кода.
• Ladder Logic (LAD): Графический язык, имитирующий релейно-контактные схемы. Он очень популярен среди инженеров-электриков благодаря своей наглядности и простоте освоения. LAD идеально подходит для реализации дискретной логики управления и последовательностей операций.
• Function Block Diagram (FBD): Ещё один графический язык, использующий блоки функций для представления логических операций. FBD удобен для визуализации потоков данных и реализации сложных функциональных блоков, таких как ПИД-регуляторы.

Важно отметить, что LAD и FBD являются стандартными языками программирования согласно международному стандарту IEC 61131-3. Это гарантирует, что специалисты, знакомые с этими языками, смогут эффективно работать с контроллерами Siemens, а разработанные программы будут соответствовать общепринятым нормам. Использование разнообразных языков программирования в STEP 7 позволяет разработчикам выбирать наиболее подходящий инструмент для каждой конкретной задачи, обеспечивая высокую эффективность и гибкость при создании САУ водогрейным котлом КВГМ-100. Разве не это идеальный подход к созданию надёжных и адаптируемых систем управления?

Математическое описание объекта управления, моделирование и алгоритмы регулирования

Разработка эффективной системы автоматического управления (САУ) невозможна без глубокого понимания динамических процессов, происходящих в объекте управления. Для водогрейного котла КВГМ-100 это означает создание адекватной математической модели, которая позволит прогнозировать поведение системы и синтезировать оптимальные алгоритмы регулирования температуры воды на выходе.

Методы математического моделирования тепловых процессов в котле

Математическое моделирование процессов тепло- и массообмена является мощным инструментом для анализа аэродинамики и массопереноса в топке водогрейного котла. Эти процессы сложны и взаимосвязаны, что требует применения различных подходов:

• Объект с распределенными параметрами: Динамическая модель водогрейного котла-утилизатора, как и КВГМ-100, может быть представлена как объект с распределенными параметрами. Это означает, что его состояние зависит не только от времени, но и от пространственных координат (например, температура воды вдоль труб, распределение концентрации газов в топочной камере). Такой подход позволяет учитывать пространственную неоднородность и детализировать процессы, протекающие внутри котла.
• Теплообменный аппарат с перекрестными потоками: Котлы, по сути, являются сложными теплообменными аппаратами. Моделирование их как теплообменников с перекрестными потоками взаимодействующих сред (дымовые газы и вода) позволяет описывать передачу тепла через стенки труб, конвекцию и излучение.
• Численное моделирование аэродинамики топки: Для глубокого анализа процессов горения и теплообмена в топочной камере могут использоваться методы численной гидродинамики (CFD), позволяющие моделировать распределение скоростей, температур и концентраций реагентов.

Математическая модель нагрева воды в котле КВГМ-100

Центральной частью математической модели для САУ температурой воды на выходе является описание процесса нагрева воды. Поскольку поток воды движется с переменной скоростью и нагревается вдоль труб, для этого может быть использовано гиперболическое уравнение первого порядка, которое учитывает как конвективный перенос тепла, так и его диффузию и внутренние источники:

∂T/∂t + v(t) ∂T/∂x = (λ/(ρc)) ∂²T/∂x² + q(x,t)/(ρc)

Где:

• T — температура воды, °С;
• t — время, с;
• x — координата по длине потока воды, м;
• v(t) — переменная скорость потока воды, м/с (зависящая от расхода воды);
• λ — коэффициент теплопроводности воды, Вт/(м·К);
• ρ — плотность воды, кг/м³;
• c — удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·К);
• q(x,t) — источник теплоты, Вт/м³ (отражает теплоту, передаваемую от дымовых газов к воде).

Расчет температуры нагревателя (воды) базируется на уравнении энергетического баланса. В общем виде уравнение энергетического баланса для теплообменника можно выразить как:

Qобщ = Qполезн + Qпотерь

Где:

• Q_общ — полная тепловая энергия, поступающая в систему (например, от сжигания топлива);
• Q_полезн — тепловая энергия, используемая для нагрева целевой среды (воды);
• Q_потерь — потери тепловой энергии в окружающую среду (через изоляцию котла, с уходящими газами).

Для конкретного элемента объема или участка теплообменника это может быть выражено как изменение энтальпии потока теплоносителя с учетом теплообмена и потерь. Динамическая модель котла-утилизатора также учитывает изменение расхода сетевой воды, изменение температуры воды на входе, а также рост и уменьшение температуры и давления отработанного газа, что позволяет точно предсказать температуру сетевой воды за котлом.

Синтез системы автоматического регулирования температуры

Динамические процессы, протекающие внутри котла, как правило, нелинейны и взаимосвязаны. Это означает, что изменение одного параметра (например, подачи топлива) влияет не только на температуру, но и на давление, разрежение в топке, состав дымовых газов и т.д. Такая нелинейность затрудняет создание простой линеаризованной модели и требует более продвинутых подходов к синтезу системы управления.

Для решения этой задачи могут применяться следующие методы:

• Спектральный метод распределенных систем: Этот метод позволяет получить представление объекта в виде разложения в ряд по ортонормированному базису, что в конечном итоге приводит к векторно-матричной модели пространства состояний. Такой подход эффективен для объектов с распределенными параметрами, позволяя учесть их пространственно-временную динамику.
• Рекуррентные нейронные сети: Для моделирования работы установки в различных режимах, особенно нелинейных, могут быть использованы рекуррентные нейронные сети. Они способны «учиться» на исторических данных и прогнозировать поведение системы даже при сложных взаимосвязях.
• ПИД-регуляторы: Несмотря на сложность объекта, для большинства контуров регулирования (температура, давление, расход) эффективно применяются пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД) регуляторы. Их широкое распространение обусловлено простотой настройки и высокой эффективностью. Методы настройки ПИД-регуляторов включают классические (Зиглера-Никольса), аналитические (например, модального регулирования) и численные (на основе имитационного моделирования). Разработка автоматической системы управления водогрейным котлом КВГМ-100 на базе контроллеров Simatic-1200 (принципы схожи с S7-300) также предусматривает программирование на языке STEP 7 и включает аналитические расчеты и имитационное моделирование, например, в среде VisSim.

Алгоритмы регулирования и управляющие воздействия

Для обеспечения стабильной и эффективной работы САУ температурой воды на выходе котла КВГМ-100 необходимо реализовать комплекс алгоритмов регулирования и управляющих воздействий:

1. Регулирование температуры воды на выходе:
   • Цель: Поддержание заданной температуры сетевой воды на выходе из котла.
   • Алгоритм: Используется ПИД-регулятор, который сравнивает измеренную температуру с заданной и формирует управляющее воздействие на исполнительный механизм, изменяющий тепловую мощность горелок. Комплект средств управления «АВК-91М» (для котлов с горелками БИГ-2-14) осуществляет плавное регулирование тепловой мощности горелки, при которой поддерживается заданная температура воды на выходе из котла.
   • Управляющее воздействие: Изменение расхода топлива (газа/мазута) и, соответственно, воздуха для горения.
2. Регулирование соотношения «топливо-воздух»:
   • Цель: Поддержание оптимального коэффициента избытка воздуха для полного и эффективного сгорания топлива.
   • Алгоритм: Каскадное или прямое регулирование, где расход воздуха корректируется в зависимости от расхода топлива с учетом показаний датчиков кислорода в дымовых газах.
   • Управляющее воздействие: Изменение положения заслонки на воздуховоде или скорости вращения вентилятора.
3. Регулирование разрежения в топке:
   • Цель: Поддержание заданного разрежения в топочной камере для стабильности горения и безопасности.
   • Алгоритм: ПИД-регулятор, формирующий воздействие на исполнительный механизм д��мососа.
   • Управляющее воздействие: Изменение положения шибера дымососа или скорости вращения дымососа.
4. Погодозависимое регулирование:
   • Цель: Адаптация теплопроизводительности котла к внешним климатическим условиям и потребностям в тепле.
   • Алгоритм: Изменение задания температуры сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха и графика отопления.
   • Управляющее воздействие: Корректировка уставки температуры основного регулятора.

Эти алгоритмы, реализованные на базе ПЛК Simatic S7-300, позволяют создать многоконтурную систему управления, способную эффективно и безопасно поддерживать заданные режимы работы котла КВГМ-100.

Разработка функциональной схемы автоматического управления и выбор технических средств

После детального изучения объекта автоматизации и разработки математической модели, следующим ключевым этапом является проектирование функциональной схемы САУ и подбор конкретных технических средств. Этот этап переводит теоретические наработки в плоскость практической реализации, определяя структуру будущей системы.

Этапы разработки функциональной схемы автоматизации

Разработка функциональной схемы автоматизации является одним из ключевых этапов создания САУ и представляет собой последовательный процесс, требующий глубокого анализа и систематического подхода:

1. Определение контролируемых и управляемых параметров: На этом этапе выявляются все технологические параметры, которые необходимо измерять (температура воды на входе/выходе, давление в топке, давление газа, расход топлива и воздуха) и параметры, которыми можно управлять (подача топлива, подача воздуха, положение регулирующих клапанов). Для котлов КВГМ-100 предусматривается режим работы с постоянной температурой воды на входе в котел не менее 70°С.
2. Перечень критических и опасных значений: Для каждого контролируемого параметра устанавливаются предельно допустимые значения, выход за которые требует активации сигнализации или аварийной защиты. Это основа для проектирования автоматики безопасности.
3. Разработка алгоритмов управления и защит: На основе анализа динамических характеристик котла и требований к безопасности разрабатываются детальные алгоритмы регулирования (например, ПИД-регуляторы для температуры, давления, соотношения «топливо-воздух») и логика срабатывания аварийных защит. В качестве управляющего блока для котлов с горелками БИГ-2-14, работающих на газе среднего давления, может быть принят комплект средств управления «АВК-91М» или аналогичный современный ПЛК.
4. Построение функциональной схемы: Графическое представление взаимосвязей между датчиками, регуляторами, исполнительными механизмами и центральным контроллером. На схеме отображаются контуры регулирования, сигнализации, блокировки и защит, а также потоки информации и энергии.

Проектирование автоматизации котельных также включает сбор и архивацию информации о процессах эксплуатации, сравнение с заданными параметрами и запуск регулирующих процессов, что обеспечивает полноценный мониторинг и управление.

Выбор датчиков, исполнительных механизмов и КТС

Обоснованный выбор конкретных технических средств (КТС) – датчиков, исполнительных механизмов и контроллеров – является залогом надежности и точности всей САУ. При выборе учитываются условия эксплуатации в котельной ГУП «ТЭК СПб», требуемая точность измерений, быстродействие и надежность.

• Датчики температуры: Для измерения температуры воды на входе и выходе из котла, температуры уходящих газов и воздуха рекомендуется использовать термосопротивления (например, Pt100) или термопары (например, ТХА, ТХК) в комплекте с унифицированными преобразователями сигналов. Они обеспечивают высокую точность и стабильность измерений в широком диапазоне температур.
• Датчики давления: Для контроля давления воды в контурах, давления газа и разрежения в топке выбираются преобразователи давления с унифицированным выходным сигналом (например, 4-20 мА), обладающие высокой точностью и устойчивостью к вибрациям и перегрузкам.
• Датчики расхода: Для измерения расхода топлива (газа, мазута) и воздуха целесообразно использовать массовые расходомеры (для газа) или ультразвуковые/вихревые расходомеры (для воды). Они обеспечивают высокую точность и надежность в условиях переменного расхода.
• Датчики уровня: Для контроля уровня воды в деаэраторе и других емкостях применяются емкостные, поплавковые или ультразвуковые уровнемеры.
• Исполнительные механизмы:
  • Регулирующие клапаны: Для точного регулирования расхода топлива и воздуха используются регулирующие клапаны с электроприводом, обеспечивающие плавное изменение проходного сечения и высокую точность позиционирования.
  • Задвижки с электроприводом: Применяются для оперативного открытия/закрытия магистралей воды, газа, а также для реализации защитных блокировок.
• Программно-логический контроллер (ПЛК): В качестве центрального элемента КТС выбран Siemens Simatic S7-300. Его модульная архитектура, высокая скорость обработки данных, широкий диапазон рабочих температур, поддержка различных протоколов связи и развитая среда программирования STEP 7 делают его оптимальным решением для данной задачи.

Интеграция САУ котла с общей системой управления котельной

Современные котельные представляют собой сложный комплекс оборудования, и эффективность управления всей системой значительно повышается при интеграции отдельных САУ в единую диспетчерскую систему. Simatic S7-300 предлагает широкие возможности для такой интеграции:

• Использование интеллектуальных датчиков: Современные датчики с цифровыми интерфейсами (например, HART, PROFIBUS DP) позволяют передавать не только измеренные значения, но и диагностическую информацию, что значительно улучшает мониторинг состояния оборудования.
• Коммуникационные протоколы: Поддержка Ethernet, PROFIBUS, MODBUS в Simatic S7-300 позволяет легко интегрировать САУ котла с вышестоящими SCADA-системами или корпоративными системами управления (MES/ERP) ГУП «ТЭК СПб». Это обеспечивает централизованный сбор данных, архивацию, формирование отчетов, а также возможность удаленного мониторинга и управления.
• Функции системы автоматизации газовой котельной: Интегрированная система может включать автоматическое и ручное управление насосами, погодозависимое регулирование температуры отопления, рассылку аварийных SMS-сообщений и передачу информации на диспетчерский компьютер, что повышает оперативность реагирования и снижает риск человеческого фактора.
• Уровни автоматизации: Интеграция позволяет переходить от локальной (частичной) автоматизации отдельных узлов к комплексной (охват определенного участка) и полной автоматизации, где все функции управления выполняются техническими средствами, обеспечивая максимальную эффективность и безопасность.

Особенности монтажа и пусконаладки системы автоматизации

Качественная реализация проекта САУ требует не только грамотного проектирования, но и профессионального монтажа и пусконаладки.

• Монтаж автоматики: Монтаж автоматики водогрейного котла должен производиться только квалифицированным персоналом, имеющим соответствующие допуски и опыт работы с электротехническим и технологическим оборудованием. Это включает прокладку кабельных трасс, подключение датчиков, исполнительных механизмов, установку шкафов управления и ПЛК. Важно строго соблюдать проектную документацию, требования стандартов (ГОСТы, ПУЭ) и правила безопасности.
• Пусконаладочные работы: После монтажа следуют пусконаладочные работы, которые включают несколько этапов:
  • Проверка правильности монтажа и подключения: Визуальный осмотр, прозвонка цепей, проверка заземления.
  • Автономная наладка оборудования: Проверка работоспособности отдельных датчиков, исполнительных механизмов и модулей ПЛК без связи с котлом.
  • Комплексная наладка: Включение всех элементов САУ в работу, проверка логики управления, настройка ПИД-регуляторов, тестирование аварийных защит и сигнализации.
  • Опытная эксплуатация: Работа САУ в реальных условиях под наблюдением специалистов с последующей корректировкой параметров.
  • Обучение персонала: Обучение оперативного и обслуживающего персонала работе с новой системой, ее возможностями и особенностями.

Соблюдение этих принципов гарантирует ввод в эксплуатацию надежной, безопасной и эффективной САУ для водогрейного котла КВГМ-100, соответствующей всем требованиям ГУП «ТЭК СПб».

Технико-экономические показатели, надежность и безопасность внедрения САУ

Внедрение автоматизированной системы управления (САУ) – это не просто техническое усовершенствование, но и стратегическое инвестиционное решение, которое должно быть обосновано с экономической, надежностной и экологической точек зрения. Оценка этих показателей критически важна для демонстрации целесообразности проекта для ГУП «ТЭК СПб».

Расчет экономической эффективности внедрения САУ

Автоматизация котельных позволяет повысить эффективность за счет оптимального регулирования работы котлов, что приводит к более эффективному использованию топлива и снижению его расхода. Методика расчета экономической эффективности АСУ ТП, как правило, основывается на сравнении капитальных затрат на внедрение системы с ожидаемой годовой экономией, которая включает снижение затрат на топливо, электроэнергию, воду, ремонт, а также повышение производительности труда и улучшение качества продукции. Расчеты производятся с учетом таких показателей, как годовой экономический эффект, срок окупаемости и чистая текущая стоимость проекта.

Ключевые факторы экономической эффективности:

• Снижение расхода топлива: Внедрение автоматизированных систем управления в котельных, работающих на газовом топливе, позволяет снизить расход топлива на 5-15% за счет оптимизации режимов горения и регулирования. В отдельных случаях, особенно при существующих неоптимальных режимах, экономия может достигать 20-60%. Учитывая, что затраты на топливо составляют значительную долю (до 70-80%) общих эксплуатационных расходов в промышленных котельных, это приводит к существенной экономии.
• Оптимизация эксплуатационных расходов: Помимо топлива, автоматизация способствует сокращению затрат на электроэнергию (за счет оптимизации работы насосов и вентиляторов), воду (через автоматизацию водоподготовки), а также уменьшению затрат на ремонт и обслуживание оборудования благодаря своевременной диагностике и предотвращению аварий.
• Повышение производительности труда: Автоматизация улучшает условия труда оперативного персонала, снижает рутинные операции, что позволяет перераспределить трудовые ресурсы и повысить общую производительность.
• Годовая экономия и окупаемость: Годовая экономия от внедрения автоматизированных систем управления представляет собой годовой прирост прибыли, получаемой в результате внедрения САУ. Типовой срок окупаемости внедрения АСУ ТП в котельных, при условии правильного проектирования и эксплуатации, составляет от 1,5 до 3 лет, что делает данный проект весьма привлекательным с инвестиционной точки зрения.
• Капитальные затраты: Включают стоимость оборудования (ПЛК, датчики, исполнительные механизмы, шкафы), разработку проектной документации, монтажные и пусконаладочные работы.

Расчет экономической эффективности внедрения САУ для котла КВГМ-100 будет учитывать эти факторы, предоставляя ГУП «ТЭК СПб» четкое представление о финансовой выгоде проекта.

Повышение надежности и безопасности эксплуатации котла

Надежность и безопасность являются первостепенными требованиями к эксплуатации котельных установок. Внедрение САУ оказывает многостороннее положительное влияние на эти аспекты:

• Снижение риска аварий: Современные системы мониторинга и диагностики позволяют вовремя выявлять и устранять потенциальные проблемы (например, отклонения в соотношении «топливо-воздух», нестабильность факела, повышение давления), что снижает риск аварийных ситуаций и повышает надежность работы котельных. Аварийное отключение котла при возникновении предаварийных показателей (повышение/понижение давления газа, понижение давления воздуха, понижение разрежения в топке, погасание факела, отключение насосов) является функцией автоматической защиты и играет критическую роль в предотвращении катастроф.
• Улучшение условий труда и безопасности работ: Снижение необходимости постоянного ручного контроля и оперативного вмешательства уменьшает воздействие вредных факторов на персонал, минимизирует риски, связанные с работой в опасных зонах.
• Повышение производительности труда: Автоматизированный контроль за работой котла снижает нагрузку на операторов, позволяя им сосредоточиться на более сложных задачах и анализе системных данных.
• Эффективность АСУ ТП: Проявляется в безотказности, надежности, функциональности и безопасности, что является комплексным показателем качества системы.
• Нормативное соответствие: Эксплуатация котлов КВГМ-100 регулируется комплексом нормативных документов, включающих Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», а также положениями ГОСТ Р 55520-2013 «Котлы водогрейные. Общие технические условия» и других отраслевых нормативных актов. Разработанная САУ будет полностью соответствовать этим требованиям, обеспечивая высокий уровень промышленной безопасности.

Экологическая эффективность и соответствие нормативным требованиям

Вопросы экологии приобретают все большую значимость, и современные системы автоматизации играют ключевую роль в минимизации негативного воздействия теплоэнергетических объектов на окружающую среду.

• Снижение вредных выбросов: Автоматизация процесса горения в котлах может привести к снижению выбросов оксидов азота (NO_x) на 10-30% и оксида углерода (CO) на 20-50% за счет более полного и оптимального сгорания топлива. Точный контроль соотношения «топливо-воздух» и температуры в топке позволяет минимизировать образование этих загрязняющих веществ.
• Требуемые параметры экологической безопасности: Автоматика управления и безопасности котла обеспечивает поддержание параметров, соответствующих всем экологическим нормативам и стандартам.
• Энергосбережение: Автоматизация процессов учета и регулирования потребления энергоресурсов является одним из направлений энергосбережения, которое может снизить энергопотребление на 20-60%, что напрямую коррелирует с уменьшением сжигания топлива и, следовательно, с сокращением выбросов.

Внедрение САУ на котле КВГМ-100 в котельной ГУП «ТЭК СПб» позволит не только улучшить экономические показатели и повысить надежность, но и внести существенный вклад в снижение экологического следа предприятия, демонстрируя его приверженность принципам устойчивого развития и соответствия строгим нормативным требованиям.

Заключение

В рамках данной дипломной работы было проведено всестороннее исследование и разработка системы автоматического управления температурой воды на выходе водогрейного котла КВГМ-100 с применением современного программно-технического комплекса Siemens Simatic S7-300 для котельной ГУП «ТЭК СПб». Поставленные цели и задачи были полностью достигнуты, а результаты подтверждают значительный потенциал автоматизации в повышении эффективности и безопасности теплоэнергетических объектов.

Детальное описание конструкции и технологического процесса котла КВГМ-100, включая вспомогательное оборудование и арматуру, позволило глубоко понять объект автоматизации. Были рассмотрены ключевые принципы и методы автоматического управления котлами, сформулированы цели и функции будущей САУ, а также подробно описана логика работы автоматики безопасности.

Выбор контроллера Siemens Simatic S7-300 был обоснован его модульной архитектурой, высокой скоростью обработки данных, надежностью в промышленных условиях и гибкостью программирования в среде STEP 7 с использованием языков LAD, FBD, ST и IL. Это обеспечивает прочную основу для создания эффективной и масштабируемой системы.

Математическое описание котла как объекта управления, включающее гиперболическое уравнение для нагрева воды и уравнение энергетического баланса, позволило синтезировать оптимальные алгоритмы регулирования температуры, соотношения «топливо-воздух» и разрежения в топке.

Оценка технико-экономических показателей подтвердила значительную экономическую эффективность внедрения САУ, выражающуюся в снижении расхода топлива на 5-15% (и до 20-60% при оптимизации учета), сокращении эксплуатационных затрат и типовом сроке окупаемости в пределах 1,5-3 лет. Количественно обосновано повышение надежности и безопасности эксплуатации котла, а также экологическая эффективность, включающая снижение выбросов NO_x на 10-30% и CO на 20-50%.

Разработанная система автоматического управления для водогрейного котла КВГМ-100 на котельной ГУП «ТЭК СПб» представляет собой комплексное и современное решение, которое способно зна��ительно улучшить операционные показатели предприятия, снизить экологический след и обеспечить соответствие всем действующим нормативным требованиям. Полученные результаты могут служить основой для дальнейшей модернизации и развития систем автоматизации на других объектах теплоснабжения, обеспечивая устойчивое развитие всей отрасли.

Список использованной литературы

1. Богословский, В.Н., Сканави, А.Н. Отопление : Учебник для вузов. — М.: Стройиздат, 1991. — 735 с.
2. Бузников, Е.Ф., Роддатис, К.Ф. Производственные и отопительные котельные. — 2-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 248 с.
3. Сидельковский, Л.Н., Юренев, В.П. Котельные установки промышленных предприятий. — М.: Энергоатомиздат, 1988.
4. Береснев, И.С., Волков, М.А., Давыдов, Ю.С. Автоматика отопительных котлов и агрегатов. — М., 1969.
5. Павлов, И.И., Федоров, М.Н. Котельные установки и тепловые сети. — М.: Стройиздат, 1986.
6. Хзмалян, Д.М. Теория топочных процессов. — М.: Энергоатомиздат, 1990.
7. Чепель, В.М., Шур, И.А. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий. — Д.: Недра, 1980.
8. Котельные установки и тепловые сети. — М.: Военное издательство, 1988.
9. Зыков, А.К. Паровые и водогрейные котлы. — М.: Энергоатомиздат, 1987.
10. Лохматов, В.М. Автоматизация промышленных котельных. — Лен. отделение: Энергия, 1970.
11. Ротач, В.Я. Теория автоматического управления. — М.: Изд-во МЭИ, 2004.
12. Плетнев, Г.П. Автоматическое управление и защиты теплоэнергетических установок. — М.: Энергоатомиздат, 1986.
13. Блюм, А.С., Доронин, В.А., Шутиков, В.И. Системы автоматизации и управления : учебное пособие. Ч. 1. — С-Пб, 1999.
14. Буйлов, Г.П., Доронин, В.А., Серебряков, Н.П. Автоматика и автоматизация производственных процессов ЦБП. — М.: Экология, 1995.
15. Передовые технологии автоматизации. Каталог №3. — Москва: Prosoft.
16. Буйлов, Г.П., Доронин, В.А., Серебряков, Н.П. Автоматизированные системы управления теплоэнергетическими процессами и процессами отрасли : учебное пособие. — СПб, 2002.
17. Правила техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей / Минтопэнерго России. Госэнергонадзор. — М.: Энергоатомиздат, 1992.
18. РД 153-34.0-03.301-00. Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий (3-е изд. с изм. и доп.). — М.: ЗАО «Энергетические технологии», 2000.
19. ТХ 34-70-017-86. Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла КВГМ-100 при сжигании природного газа. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200028245 (дата обращения: 24.10.2025).
20. РД 34.26.713-83. Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла КВГМ 100 при сжигании мазута. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200028246 (дата обращения: 24.10.2025).
21. SIMATIC S7-300. URL: https://siemens.ru/upload/ST70_2005.pdf (дата обращения: 24.10.2025).
22. Динамическая модель котла-утилизатора на базе рекуррентной нейронной сети. URL: https://journals.eco-vector.com/1991-8542/article/view/41738 (дата обращения: 24.10.2025).
23. Численное моделирование процессов аэродинамики в топке водогрейного котла со вторичным излучателем. URL: https://researchgate.net/publication/320875932_Chislennoe_modelirovanie_processov_aerodinamiki_v_topke_vodogreynogo_kotla_so_vtorichnym_izluchatelem (дата обращения: 24.10.2025).
24. Как происходит выработка тепловой энергии котельными. URL: https://fortis-perm.ru/blog/kak-proishodit-vyrabotka-teplovoy-energii-kotelnymi (дата обращения: 24.10.2025).
25. Simatic S7-300: технические характеристики контроллера от Siemens. URL: https://olnisa.ru/articles/simatic-s7-300-tehnicheskie-harakteristiki-kontrollera-ot-siemens (дата обращения: 24.10.2025).
26. КВ-ГМ-100-150 — водогрейный котел, устройство, принципы работы и технические характеристики. URL: https://kzto-kotel.ru/catalog/kvgm-100-150.html (дата обращения: 24.10.2025).
27. Контроллеры Siemens Simatic S7-300. Характеристики. Применение. Купить. Цена. URL: https://electrosnab.ru/catalog/programmable_logic_controllers/simatic_s7-300/ (дата обращения: 24.10.2025).
28. Автоматизация котельных: повышение эффективности и надежности. URL: https://prom-avtomatika.ru/blog/avtomatizatsiya-kotelnyh-povyshenie-effektivnosti-i-nadezhnosti (дата обращения: 24.10.2025).
29. Котел КВ-ГМ-100-150 (КВ-ГМ-116,3-150). URL: https://boiler.ru/catalog/kotly-kvgm/kv-gm-100-150.html (дата обращения: 24.10.2025).
30. Энергосбережение для котельных малой мощности. URL: https://apni.ru/article/235-energosberezhenie-dlya-kotelnyh-maloy-moshchnosti (дата обращения: 24.10.2025).
31. Оценка внедрения автоматизации: расчет эффективности АСУ ТП. URL: https://ritm-s.ru/blog/otsenka-vnedreniya-avtomatizatsii-raschet-effektivnosti-asu-tp/ (дата обращения: 24.10.2025).
32. Как происходит выработка тепловой энергии котельными? URL: https://alyanstelpo.ru/news/kak-proishodit-vyrabotka-teplovoj-energii-kotelnymi.html (дата обращения: 24.10.2025).
33. Автоматизированная система управления водогрейными котлами КВГМ-100 тепловой станции. URL: https://rosteplo.ru/Tech_stat/stat_base/st_b_113.htm (дата обращения: 24.10.2025).
34. Автоматизация котельных – общекотельная автоматика: парового и водогрейного котла. URL: https://uc-academy.ru/poleznye-stati/avtomatizatsiya-kotelnykh-obschekotelnaya-avtomatika-parovogo-i-vodogreinogo-kotla/ (дата обращения: 24.10.2025).
35. Описание схемы автоматического управления работой котла КВГМ-100. URL: https://studwood.net/1359050/ekonomika/opisanie_shemy_avtomaticheskogo_upravleniya_rabotoy_kotla_kvgm (дата обращения: 24.10.2025).
36. Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла КВГМ-100 при сжигании природного газа. URL: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/10/7272/ (дата обращения: 24.10.2025).
37. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ. URL: https://nchti.ru/documents/eios/op/Metodika%20rascheta%20ekonomicheskoy%20effektivnosti%20ASU%20TP.pdf (дата обращения: 24.10.2025).
38. Работа котла КВГМ-100. URL: https://studbooks.net/1359050/ekonomika/rabota_kotla_kvgm_100 (дата обращения: 24.10.2025).
39. Разработка автоматической системы управления водогрейным котлом КВГМ. URL: https://stud.ru/razrabotka-avtomaticheskoj-sistemy-upravleniya-vodogrejnym-kotlom-kvgm (дата обращения: 24.10.2025).
40. Автоматика к котлам серии КВ-ГМ. URL: https://bzk.ru/articles/avtomatika-k-kotlam-serii-kv-gm/ (дата обращения: 24.10.2025).
41. Автоматизация водогрейного котла — дипломная. Оценка. URL: https://diplomtime.ru/diplomnye-raboty/avtomatizatsiya-vodogrejnogo-kotla-diplomnaya.html (дата обращения: 24.10.2025).
42. Примеры проектов по Автоматизации — Каскадные котельные на базе настенных газовых конденсационных котлов Navien. URL: https://escom.ru/automatization/ (дата обращения: 24.10.2025).
43. Проектирование автоматизации котельных в Новосибирске и области. URL: https://gazenergonsk.ru/uslugi/proektirovanie-avtomatizatsii-kotelnykh/ (дата обращения: 24.10.2025).
44. Система автоматизации котельной. URL: https://mss-tver.ru/sistemy-avtomatizacii/sistema-avtomatizacii-kotelnoj/ (дата обращения: 24.10.2025).
45. Автоматизация в котельной — экспертные статьи от РусАвтоматизация. URL: https://rusautomation.ru/avtomatizatsiya-v-kotelnoy/ (дата обращения: 24.10.2025).
46. Автоматика водогрейного котла. URL: https://koteltst.ru/services/avtomatika-vodogreynogo-kotla/ (дата обращения: 24.10.2025).
47. Автоматика водогрейных котлов. URL: https://kotlotech.ru/avtomatika-vodogrejnyx-kotlov/ (дата обращения: 24.10.2025).
48. Разработка подсистемы автоматизации водогрейного котла на базе контроллеров Simatic-1200. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-podsistemy-avtomatizatsii-vodogreynogo-kotla-na-baze-kontrollerov-simatic-1200 (дата обращения: 24.10.2025).
49. Системы автоматизации отопительных котлов. URL: https://ros-pipe.ru/sistemy-avtomatizatsii-otopitelnyih-kotlov.html (дата обращения: 24.10.2025).