Проект котельной

Общий обзор норм и принципов построения систем автоматизации при проектировании котельных.

 
При проектировании автономных котельных построение проекта зависит от действующей на настоящий момент НТД. В СССР поворотным моментом в стандартизации проектирования, то есть введения единых требований к оформлению проектной документации стало появление стандартов группы 2 (с 1968 года) ЕСКД. В данной системе практически не было двусмысленных требований, построение проекта и обозначений элементов стало логичным, западные "коллеги" тихо завидовали (у них каждая фирма пыталась отсечь конкурентов и вводила свои понятия). Особой жизнью жили проектировщики железных дорог, это стало примером для строителей и с 1978 года начался выпуск ГОСТ 21 группы: система проектной документации для строительства СПДС. Данная система уже не столь логична, да, ссылки на ЕСКД есть, но при этом требования СПДС противоречат ЕСКД, для чиновников прибавилось радости, так как уличить проектировщика в нарушении стало проще. Очень порадовало Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 №87 (ред. от 23.01.2016), в котором для стадии "П" проекта нормы ЕСКД и СПДС игнорируются, наименования разделов образованы по другим принципам, всё разделяется на текстовую и графическую часть, чуть ли не основным считается сметный расчет, хотя его нормально без рабочих чертежей сделать невозможно. Если в проект вложены государственные средства, то обязательна государственная экспертиза (Постановление РФ №145 05.03.07, ред. 2018 года). Очень большую путаницу внес ФЗ №184 "О техническом регулировании" 27.12.02 (ред. 2017 года), где ГОСТЫ поделились на "добровольные" и "обязательные", причем на тему их разделения выходит множество постановлений по разным отраслям. Как и большинство последних документов этот ФЗ написан неконкретно, требует толкований терминов. К проекту же обычно предъявляются требования быть однозначным, понятным не столько для проверяющих органов, сколько для эксплуатирующего персонала, так как от рабочей документации зависит скорость и правильность принимаемых решений по обнаружению отказов/аварий и ремонту оборудования.

 

С точки зрения принятия технических решений основным документом является СП 89.13330.2016 Котельные установки (актуализированная редакция). Здесь следует отметить существенное отличие СП 89.13330.2016 от ГОСТ для военно-технического комплекса, где от изделия требуется выполнение определенных функций, а как реализовывать данные функции - может решать разработчик. В СП 89.13330.2016 разработчик поставлен в более жесткие рамки, что при появлении новых технических решений приводит к негативным последствиям, например, "тупиковая" схема питания горелок жидким топливом (п.13.63) была отменена лишь в последней редакции, а до этого десятки лет шла борьба с очевидным.

 

Для проекта системы управления котельной принимается ГОСТ 21 группы СПДС. Основным документом является ГОСТ Р 21.1101-2013, в котором заданы наименования разделов проекта, правила графического оформления титульных листов, штампов ... и дана ссылка на ГОСТ 21.408-2013. В ГОСТ 21.408-2013 определено построение раздела АК "Автоматизация комплексная". Следует отметить, что большинство традиционных разработчиков вместо одного раздела АК делают множество разделов - АГСВ, АТМ, АОВ, АВК, АТХ ... Это устраивает инспектирующие органы, но приводит к затрудненному чтению чертежей и схем, наличию множества нестыковок на границах разделов и, как результат, к проблемам при монтаже, наладке и эксплуатации оборудования. Либо в одном шкафу управления оказываются элементы из разных разделов (маркировка их может быть неразличимой), либо в котельной организуется множество шкафчиков управления, что повышает стоимость системы управления котельной.

 

При проектировании котельной в состав раздела АК (стадия "Р", рабочий проект) обычно входят следующие составляющие:

 

  1. Обложка (приложение Н ГОСТ Р 21.1101-2013). В приложении Н объяснены все поля заполнения листа.
  2. Титульный лист (приложение П ГОСТ Р 21.1101-2013). В приложении П объяснены все поля заполнения листа.
  3. Содержание тома АК (п.4.1.4, п.8 , форма 2 приложения Г ГОСТ Р 21.1101-2013). Очень хорошо, что п.8.5 про сквозную нумерацию страниц имеет рекомендательный характер.
  4. Общие данные. Ведомость рабочих чертежей основного комплекта проекта котельной (п.4.3.2, форма 1 приложения Г ГОСТ Р 21.1101-2013). В примечании обычно указывают число листов.
  5. Общие данные. Ведомость ссылочных и прилагаемых документов проекта котельной (п.4.3.3, форма 1 приложения Г ГОСТ Р 21.1101-2013). В примечании обычно указывают сокращенное наименование документа по ссылке. Не стоит "для солидности" включать в ведомость большое количество ГОСТ - они переходят в разряд обязательных. Следует отметить, что по нормам ЕСКД порядок указания документов должен соответствовать порядку расположения ссылок на них (это соблюдается редко). Прилагаемые документы включают спецификацию, карты заказа комплектующих, задания на изготовление нестандартных изделий, тех. задание на программное обеспечение...
  6. Общие данные. Общие указания (п.4.3.5 ГОСТ Р 21.1101-2013, п.5.2.4 ГОСТ 21.408-2013). Здесь нельзя прилагать описание принятых решений, в конце листа обычно располагается "клятва ГИП" где под подпись сообщается, что принятые в проекте решения соответствуют и обеспечивают требования безопасности.
  7. Схема автоматизации котельной (п.5.3 ГОСТ 21.408-2013), по ЕСКД (ГОСТ 2.701—2008) это функциональная схема (код схемы 2, то есть шифр схемы ХХХ-АК Э2).

    Главным противоречием можно считать применение ГОСТ 21.208-2013 "Автоматизация тех. процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах" по ссылке из ГОСТ 21.408-2013 при параллельном использовании ссылок на ЕСКД. Тут дело даже не в графике, а в принципе обозначения элементов. В ЕСКД каждый элемент имеет свое позиционное обозначение, и оно должно быть сквозным для всего проекта котельной (то есть одно и то же в схеме автоматизации, схеме электрической принципиальной, спецификации и т.д.), в ГОСТ 21.208-2013 вместо позиционного обозначения определяется функция элемента и эта функция больше нигде не встречается. Для позиционного обозначения разработчикам приходится идти на изощрения - схема разбивается на произвольное число узлов (понятие узла существует, но оно очень неконкретно), в самом узле идет разделение по буквам алфавита, например, датчик давления может обозначаться по функции РЕ, а позиция его 15ж, регулятор с ним работающий это РICRHL с позицией 15е. Когда придется смотреть на схему котельной электрическую принципиальную, то эти 15ж и 15е не дают никакой информации, теряется иногда весьма драгоценное время.

    Выходом из данной ситуации предлагается совмещение требований, указанных ГОСТ: переделке обозначений подвергаются только датчики - Р (давление), Т (температура), L (уровень), вторая буква обозначает Е (измерение аналоговой величины), S (срабатывание при достижении дискретного порога), для дифференциальных датчиков/манометров добавляется буква D, буква I (индикация) применяется для манометров и термометров (PI и TI). Все датчики имеют порядковый номер, например, датчик давления РЕ7 -это значит, что в схеме это седьмой датчик и это же будет во всех схемах, перечне элементов и спецификации, манометр PI25 - в спецификации будет очевидно, что манометров как минимум 25 штук, на схеме ясно где что устанавливается. Естественно, для этих обозначений надо приводить таблицу соответствия (это все равно обязательное требование), в этой же таблице удобно дополнительно указать номинальные/предельные значения измеряемых параметров. Приборы, расходомеры и остальное оборудование обозначаются по нормам ЕСКД.

    Графическое оформление схемы автоматизации котельной в ГОСТ 21.408-2013 предлагается выполнять либо в упрощенном виде (п.5.3.7), либо в развернутом (п.5.3.6). В справочном приложении "В" даны примеры для обоих случаев, из которых видно, что при развернутом виде чертеж увеличивается в размерах за счет введения дополнительной нумерации контуров (не имеющей ничего общего с принципиальной схемой работы оборудования) только ради того, чтобы указать, что все приборы находятся в щите управления котельной, за исключением "местных".

    В п.3.1 ГОСТ 21.208-2013 контур контроля, регулирования и управления котельной определяется как "Совокупность отдельных функционально связанных приборов, выполняющих определенную задачу по контролю, регулированию, сигнализации, управлению и т.п.", в ГОСТ 21.408-2013 этот термин дан без ссылки, но вся графика основана на использовании этих контуров (п.5.4.1 допускает отсутствие обозначения контуров). В случае связанных контуров, "контура в контуре" или применения контроллеров, где контур может иметь виртуальный характер данное развернутое оформление не дает ничего наладчику или оператору.

    Таким образом, при проектировании автономной котельной рекомендуется выполнять схему автоматизации по упрощенной схеме, понятия контуров не вводить (функциональные связи типа датчик - прибор - исполнительный механизм показывать штриховыми линиями связи), "местные" приборы (технологические регуляторы и т.п.) показывать отдельно на поле чертежа, "щитовые" - в контуре оболочки соответствующего шкафа управления. Обозначения датчиков вести по вышесказанному, графическое исполнение (позиционное обозначение в эллипсе) взять из норм ЕСКД.

    Известно, что чем меньше формат листа схемы проектной документации (не за счет уменьшения условных графических обозначений УГО и шрифта текста), тем схема читается быстрей и с меньшим числом ошибок. Для сравнения: схема ИТП в развернутом виде разместилась на формате А2 (ГОСТ 2.301-68), а по приведенной рекомендации - на А4 (уменьшение в 4 раза).

  8. Принципиальная электрическая схема котельной (п.5.4.2 ГОСТ 21.408-2013). Здесь дано добро на прямое применение ЕСКД (ГОСТ 2.701—2008, ГОСТ 2.702—2011), с учетом требований ГОСТ 21.408-2013 по ЕСКД (ГОСТ 2.701—2008) это схема электрическая принципиальная и соединений (код схемы 0, то есть шифр схемы ХХХ-АК Э0). Стоит отметить грамматические изыски ГОСТ 21.408-2013, где в начале торжественно объявляется, что делать схемы надо по стандартам ЕСКД, а потом идут противоречащие этим же стандартам требования. Есть несколько лукавая позиция, что это не противоречие, а "уточнение", а выполнять надо и одно и противоположное требования одновременно. По правилам внесения изменений в НТД корректный разработчик нового ГОСТа должен был указать для каждого конфликтного случая применимость того или иного пункта ГОСТ, если этого не сделано, то можно ссылаться на п.5.4.2, делать свое дело, дальнейшие "уточнения" игнорировать.

    ГОСТ 2.702—2011 "Правила выполнения электрических схем" комментировать нет смысла, все специалисты понимали и умели читать схемы, выпускаемые по этому стандарту. Стоит только отметить, что на волне отрицания всего, что было в СССР и преклонения перед западными ценностями, появились организации, в которых следование ЕСКД считается "пережитком" (обычно это идет просто от незнания ЕСКД). Если взять принципиальные схемы горелочных устройств ведущих зарубежных производителей, то очень многих ставит в тупик тот факт, что изображенные на схеме приборы могут отсутствовать в составе горелки без каких-нибудь объявлений, если в схеме есть реле К89, то не факт, что есть К88 (может быть с десяток реле и всё, само обозначение реле может быть и К89, и Р89, и 89-К), таблицы соединений могут выполнены так, что через пару лет сами зарубежные разработчики не могут объяснить что к чему. Есть и отечественные уникумы, которые вообще не делают принципиальных схем котельной, выпускают монтажные схемы связи шкафов и датчиков, сами шкафы заказываются "по карте заказа", схемы шкафов котельной также не прикладываются к проекту - в результате ремонтопригодность котельной определяется сохранностью черновиков, на которых монтажниками и наладчиками отображены реальные технические решения (обычно срок жизни этих шпаргалок не более полугода, после чего ремонт производится добавлением новых кабелей, реле..., так как в существующей системе за разумный срок разобраться не получается).

    При разработке проектной документации котельной следует учитывать следующее:
    -применение формата А4 предпочтительно, от разработчика, конечно, требуются дополнительные усилия для рациональной компоновки схемных решений, но это компенсируется быстротой нахождения нужных фрагментов/элементов схем, удобством использования (не надо искать место для развертывания схемы) и экономией средств при распечатке. Применение больших форматов (на практике более А3 не требовалось) оправдано для планов расположения оборудования, эскизов объемных шкафов управления;
    -у обмоток реле управления следует размещать указатель листов схемы, в которых находятся контакты реле (для формата А4 допустимо указывать только лист схемы, для больших форматов надо делить лист на зоны и указывать зону);
    -обозначения элементов должны соответствовать ГОСТ 2.710-81, при необходимости можно указывать вхождение элемента в какой-либо конструктив, например, реле К1 в шкафу ШУ - ШУ:К1, понятие "узлов" не использовать (150-К1 и т.п.);
    -если УГО элемента допускает неоднозначное его подключение, то монтажные выводы должны быть промаркированы в соответствии с документацией изготовителя, а не по общим соображениям;
    -все цепи (проводники) должны иметь обозначение (ГОСТ 2.709-89 "Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах"), которое также указывается в таблице соединений и на эскизе шкафа управления. В графе "Примечание" таблицы соединений указывается адрес начала и конца трассы, например, ШУ:F1 - РЕ5;
    -на полях схемы допустимо вводить любые поясняющие тексты, надписи на схеме у органов управления и индикации должны соответствовать надписям на эскизе шкафа;
    -на эскизе шкафа необходимо для справки указывать масштаб изображения и дать привязку элементов к конструктиву шкафа, указать размер вырезов для установки щитовых приборов. Обозначения элементов должны совпадать со схемными.

  9. Перечень элементов котельной (п.5.4.4 ГОСТ 21.408-2013, п.5.7 ГОСТ 2.701—2008, п.5.3.18 ГОСТ 2.702—2011), по п.5.7.4 ГОСТ 2.701—2008 шифр ХХХ-АК ПЭ0).

    Так как схема электрическая принципиальная совмещена со схемой соединений, то перечень элементов выпускается отдельным документом. Допускается перечень располагать на первом листе схемы, но здесь следует избегать существующей практики, когда вместо единой схемы электрооборудования котельной выпускается набор схем произвольно выбранных узлов (общей связующей схемы нет), и к каждому узлу свой перечень, в спецификации все позиционные обозначения либо заменяются, либо отсутствуют, что при закупке ведет к многочисленным ошибкам, потере средств и времени.

    В перечне оборудования котельной указывается всё электрооборудование, которое было обозначено на схеме электрической принципиальной, некоторые позиции заказываются в других марках проекта, например, горелки, насосы, исполнительные механизмы. Рекомендуется по этим позициям в графе "Примечание" сделать ссылку, например, "заказ ГСВ", "заказ ТМ" и т.п.

    Спецификация проекта котельной (п.7 ГОСТ 21.408-2013, ссылка на ГОСТ 21.110-2013 "Спецификация оборудования, изделий и материалов"). Здесь уже разработчики стандартов одной 21 группы впали в разногласия. По ГОСТ 21.110-2013 должна выпускаться спецификация по форме "Ведомости покупных изделий" (ЕСКД), данная форма была актуальна при Госплане и Госснабе СССР, сейчас в большинство граф (формат А3) нечего писать, многие так и делают, например "Датчик давления ОТ-1   Wika   Россия". Шифр спецификации - ХХХ-АК.СО. С другой стороны есть обязательное приложение "К" ГОСТ Р 21.1101-2013, где спецификация должна быть выполнена в формате А4, а шифр по приложению "В" - ХХХ-АК.С.

    Найдем компромисс:
    -спецификацию делаем по форме обязательного приложения "К" ГОСТ Р 21.1101-2013;
    -присваиваем шифр ХХХ-АК.С по приложению "В" ГОСТ Р 21.1101-2013 и п.7 ГОСТ 21.408-2013;
    -разделы спецификации именуем по п.7.3 ГОСТ 21.408-2013;
    -закладные конструкции определяются в разделах ТМ, ГСВ по п.7.2 ГОСТ 21.408-2013;
    -в спецификацию не включаем отдельные виды изделий и материалы, номенклатуру и количество которых определяет строительно-монтажная организация, исходя из действующих технологических и производственных норм по п.4.6 ГОСТ 21.110-2013.

    Следует отметить, что хорошей нормой проектирования котельных в современных условиях заказа оборудования является указание не только полного наименования заказного элемента, но и в графе "Обозначение" указание электронного адреса и наименования фирмы поставщика, в графе "Примечание" - номера контактного телефона. Поиск этих данных требует от разработчика дополнительных усилий, но облегчается работа служб материально-технического снабжения и появляется возможность выявления снятых с производства изделий.


Полезные статьи по проектированию котельных:

 

Свяжитесь с нашими специалистами по тел. (812) 642-94-94 или эл. почте info@ensistema.ru и мы подготовим для Вас предложение на проектирование котельной.

Фото построенной котельной  Изображение котельной установки

Фото котельной установки Проект котельной в работе

Контактная информация

(812) 642 94 94

Санкт-Петербург,
10-я Красноармейская, д.19
Бизнес-центр
Kellermann Center

Электронная почта:
info@ensistema.ru