Расчет котельной

Лист

 

 

 

Вследствие этого действующие  в настоящее время типовые  системы автоматизации котельных установок построены на базе регуляторов системы АГКММ в сочетании с не равноцветными по сложности системами регулирования, построенными на базе электронных регуляторов серии ЭР (ЭР-Ш-59;ЭР-С-59). С помощью этих регуляторов осуществляется автоматическое регулирование давления в головке деаэратора, температуры сетевой воды, а иногда давления и температуры пара редукционно - охладительной установки. По этой же причине в качестве регулятора питания котла водой использовался малонадежный регулятор прямого действия поплавкового типа.

Такое техническое решение  нельзя было признать рациональным с  точки зрения его неорганичности, а так же из экономических и эксплуатационных соображений;

оно могло быть оправдано  лишь бедностью номенклатуры приборов автоматического регулирования, выпускаемых промышленностью.

Опыт разработки и эксплуатации систем автоматического регулирования котельных малой и средней мощности позволил сформулировать основные требования, которые необходимо предъявить к современным системам автоматического регулирования производ- ственно-отопительных котельных. К ним относятся:Универсальность системы при её использовании для автоматического регулирования всего комплекса теплотехнических процессов, характерных для этих котельных, при максимальной унификации приборов автоматического регулирования;

Гибкость системы с  точки зрения возможности использования  различных сочетаний приборов регулирования для реализации различных систем автоматического регулирования в зависимости от конкретных условий и с учетом совершенствования этих схем;

Возможность осуществления  регуляторами системы различных  законов регулирования (интегрального, пропорционального, интегрально- пропорционального) без существенного конструктивного изменения системы при изменении закона регулирования;

Возможность обеспечения  точности регулирования _+1% от диапазона измерения;

Надежность системы  регулирования в эксплуатационных условиях;

Простота и удобство наладки системы и настройки  регулирующих приборов;

Возможность перехода в  случае необходимости на дистанционное управление с центрального щита котла с контролем регулируемых параметров по измерительным приборам.

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

 

Структурная схема регулятора системы “Кристалл”

 

В измерительную часть  регулятора могут быть введены сигналы  от трёх датчиков (Д), в том числе  от датчика устройства обратной связи (ОС). Степень влияния каждого из них может изменяться в широких пределах с помощью ручек настройки. Задание регулятора устанавливают задатчиком (3).

 Электрический сигнал, пропорциональный алгебраической сумме датчиков и задатчика, усиливается транзисторным фазочувствительным усилителем (У). С выхода усилителя сигнал подается на одну из обмоток электрогидравличе- ского реле ( ЭГР), управляющего гидравлическим исполнительным механизмом (ГИМ). Обратная связь охватывает все элементы регулятора, включая исполнительный механизм.

В качестве датчиков в системе  “ Кристалл” применяются дифференциальные тягомеры ДТ2, дифференциально - трансформаторный выход, а так же термометры сопротивления.

 

 

 

 

В качестве усилителей в  регуляторах используются электронные  транзисторные усилители.

Исполнительными механизмами  системы служат гидравлические исполнительные механизмы, отличающиеся типом встроенных в них устройств обратной связи.

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

1.10.Основные технические  характеристики системы “Кристалл”

1. Напряжение питания -220В
2. Потребляемая мощность -20В.А.
3. Давление воды перед электрогидравлическим реле -1,1-1,6 кгс/см^А2
4. Расход воды на один регулятор -80-120п/ч

5. Максимальный момент на выходном валу исполнительного механизма при давлении воды 1,3 кгс/см^А2-700 кг/см

6. Максимальная точность регулирования параметра- -+1%
7. Напряжение срабатывания электрогидрореле (ЭГР)- 18В
8. Напряжение отпускания ЭГР -6В
9. Время сервомотора ГИМ -30 (-5,+15) с.
10. Время изодрома( для ПИ-регуляторов)-5-1500с.
11. Максимальная степень связи при максимальной крутизне преобразования сигнала по каналу регулируемого параметра - 100%

 

Система “Кристалл” является унифицированной, что позволяет  применять однотипные регуляторы для автоматического регулирования различных объектов регулированияб котельных агрегатов, деаэраторов, бойлеров, редукционно - охладительных установок и т.д. Этим облегчается не только проектирование и монтаж систем регулирования, но и их техническое обслуживание. Унификация системы “Кристалл”, кроме того, обеспечивает возможность выполнения регуляторов различной структуры для реализации различных законов автоматического регулирования. Так, на базе элементов системы могут быть выполнены следующие типы регуляторов:

- астатический (интегральный) регулятор с постоянной скоростью сервомотора (И - регулятор)

- статический ( пропорциональный) регулятор с жесткой обратной связью ( П - регулятор);

-статический (пропорциональный) регулятор с жесткой обратной  связью (П-регулятор);

-пропорционально-интегральный  регулятор с упругой обратной  связью (ПИ-регулятор).

- пропорциональный - интегральный  регулятор с упругой обратной  связью (ПИ-регулятор)

1.11 .Схема автоматического  регулирования процессов горения

На базе регуляторов  системы “Кристалл” могут быть построены различные схемы автоматического регулирования процессов горения. Однако для котлов средней и малой мощности, в том числе и для котлов типа ДЕЮ-14, являющихся типовыми объектами, как правило, применяются типовые схемы регулирования.

Возможность применения типовых  схем автоматического регулирования в первую очередь обусловливается общностью динамических свойств участков регулирования котельного агрегата.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

Обоснование выбора схем автоматического  регулирования и законов регулирования, реализуемых типовыми регуляторами, было дано, а опыт практического применения позволил уточнить их с точки зрения эксплуатационной целесообразноем на баеулизусти. Некоторые отличия в типовых схемах автоматического регулирования могут быть из-за их применения для различных видов топлива (твердое, жидкое, газообразное), а также в случаях усложнения законов регулирования, вводимых при наладке систем для улучшения процесса регулирования.

Рассмотрим наиболее распространенную схему системы автоматического регулирования, реализуемую схему системы «кри- сталл»(рис. 12.24)

 

Участки регулирования  давления пара, расхода воздуха, разряжения в топке и питания котла водой обеспечиваются самостоятельными системами регулирования.

Отбор давления пара осуществляется из паропровода или из барабана котла.

Отклонение давления от заданного значения воспринимается датчиком давления-электрическим манометром МЭД. Сигнал рассогласования в виде напряжения переменного тока от дифференциально-транспортного преобразователя МЭД вводится в усилитель УТ, исходящийся на главном щите котла, где усиливается по мощности и различается по направление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

В зависимости от направления  отклонения давления от заданного значения выходной сигнал усиливается УТ избирательно включает соответствующее электрогидрореле, а последнее управляет исполнительным механизмам топлива, который, в свою очередь, перемещает регулирующий клапан мазута.

рассогласования.В результате введения обратной связи действие регулятора прекращается несколько раньше стабилизации давления с интерцион- ным завершением процесса регулирования.

Степень введения обратной связи определяется расчётным путем. При оптимальной настройке степени обратной связи можно достичь процесса регулирования на границе периодичности. Однако иногда приходится вводить так называемый пульсирующий режим регулирования, характеризующийся многократным включением и выключением исполнительного механизма при движений в одну и ту же сторону. Это может иметь место, если скорость введения обратной связи превышает скорость изменения параметра в момент возмущения. За счет увеличения степени обратной связи можно обеспечить работу регулятора с перерывами, что приведет к уменьшению средней скорости исполнительного механизма. Применение в регуляторе давления жесткой обратной связи приводит к появлению статической ошибки, величина которая увеличивается с увеличением обратной связи, что следует учитывать при настройке регулятора. За счет введения жесткой обратной связи обеспечивается хорошая устойчивость регулирования, тем более для участка с самовыравниванием, которым является участок регулирования давления. Точность регулирования давления при этом целесообразно устанавливать не выше 0,2 кгс/см² Регулирование расхода воздуха, т.е. обеспечение экономичности процесса горения, осуществляется регулятором воздуха, работающим по схеме пар-воздух с исчезающим импульсом по расходу топлива.

Регулятор воздуха, таким  образом, является трехимпульсивным регулятором соотношения.

Основным датчиком регулятора является расходомерпара- дифманометр  ДМ. Отбор перепада давления осуществляется через диафрагму, устанавливаемую  на паропроводу данного котла. Вторым датчиком регулятора является датчик расхода воздуха- дифференциальной тягомер Дт2. Импульс по расходу  воздуха отбирается из воздуховода после дутьевого вентилятора (перепад давления на воздухоподогревателе или пневмометрической трубке).

Электрические сигналы, вводимые в усилитель регулятора УТ от датчиков ДМ и ДТ2, алгебраически суммируются, причем сигнал на входе усилителя после узла суммирования при оптимальном соотношении параметров равен нулю, что определяется постоянным отношением величин входных сигналов датчиков. Это отношение назначается изменением дали каждого сигнала с помощью потенциометров ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ по каждому каналу.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

 

При изменении расхода  пара отношение этих сигналов изменяется и результирующий сигнал после узла суммирования (равный их разности), т.е. сигнал рассогласования, вводится в усилитель, где усиливается и различается по направлению. В итоге, соответствующее электрогидрореле исполнительного механизма ГИМ срабатывает и последний начинает приводиться в действие, вызывая перемещение регулирующего органа расхода воздуха (дроссельной заслонки или направляющего аппарата дутьевого вентилятора). Благодаря этому количество воздуха, подаваемого в топку котла, увеличивается или уменьшается и в конечном итоге приводится к оптимальному соотношению с расходом пара.

По мере изменения расхода  воздуха электрический сигнал датчика  воздуха ДТ2 достигает такой величины, что разность напряжений двух сигналов после узла суммирования вновь становится ровной нулю, а их отношение приходит к прежнему постоянному значению, но уже при новом оптимальном соотношений расхода пара и воздуха.

Регулятор воздуха является астатическим, т.е. реализует интегральный закон регулирования. Устойчивость регулирования обеспечивается вследствие благоприятных свойств участка регулирования, а также за счет задания усилителю большей не чувствительности. Для уменьшения динамических погрешностей регулятора воздуха, увеличения его реакции на внутренние возмущения и замедления

реакции на внешние возмущения (по расходу пара) в регулятор  вводится третий корректирующий импульс  по расходу топлива (по положению  исполнительного механизма топлива).

Этот импульс вводится в узел суммирования усилителя регулятора воздуха от второго датчика блока управления исполнительного механизма топлива ГИМ-ДИ.

Импульс по расходу топлива  обычно называют исчезающим, так как  он снимается по мере приближения расхода пара к новому установившемуся значению.

Для определения оптимальных  соотношений расхода воздуха  и пара снимается статическая характеристика.

Оптимальность соотношения  параметров в каждой точке графика  определяется по показаниям газоанализатора (ГХП-3).

Далее производится совмещение характеристики соотношения со статическими характеристиками датчиков, в результате чего строится график соотношений параметров милливольтах, по которому определяется положение органов настройки регулятора.

Следует отметить, что точка  пересечения характеристик соотношений должна находиться на 10-15% левее минимального регулируемого расхода пара, т.е.: в пределах 35-40% нагрузки на пару, если регулируемый диапазон принят в пределах 50-100% нагрузки, в противном случае регулирование на нижнем пределе нагрузок оказывается нереальным.