Автоматизация тепловых процессов
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ние процесса горения
- Регулирование тепловой нагрузки
Рассмотрим случай, когда котел сжигает газ.
Вт Gг
Вт
Gг
Рассмотрим случай, когда котел сжигает твердое топливо (аналогично для мазута).
Qт Дп +
исполнительный орган
Функциональная схема САР котла на природном газе
блочные связи
Р3
Дпп
Рпп
f3
hкл
В3
mт
dВ
- fc + fc
Такой контур хорошо поддерживает стабильный расход газа и компенсирует возмущение подачи топлива.
dВ dGг
Кроме возмущения со стороны подачи топлива возможно возмущение со стороны турбины (изменение расхода перегретого пара, воспринимаемого турбиной).
РТБ - регулятор оборотов турбины (стабилизатор турбины)
РЧС - регулятор частоты системы
РД - регулятор давления
РТ - регулятор топлива
Структурная схема регулятора
lВ lд
Р3 m т
(ВПС) z
Gг
Функциональная схема САР котла на твердом топливе
блочные связи
Р3
Дпп
Рпп
Рб f3
hкл
В3
mт
dВ
- fc + fc
САР тепловой нагрузки котла эксплуатируется в двух режимах:
- базовом
- регулирующим
При работе в базовом режиме регулятор давления отключен. В этом случаи регулирование производится по схеме одноконтурной стабилизирующей САР.
При работе в регулирующем режиме регулятор давления подключен. В этом случаи регулируемый параметр - давление пара за котлом. Динамические характеристики давления пара отличаются большой инерционностью по отношению к регулирующему воздействию mт и внутренним возмущениям в котле.
Котел, как объект регулирования состоит из двух участков:
- малоинерционного
- инерционного
Малоинерционный участок состоит из топки и испарительной части котла.
Инерционный участок включает пароперегреватель, паропровод от котла и паровую магистраль до врезки измерительного сопла.
Внутренний контур стабилизирует тепловыделение при нестабильности состава и качества топлива, характеристик топливоподачи, температуры питательной воды и прочих внутренних возмущений.
Внешний контур меняет задание стабилизаторов тепловыделения в зависимости от давления пара за котлом.
Различие инерционности внутреннего и внешнего контуров невелика, однако допустима раздельная настройка контуров.
При параллельной работе котлов давление пара должно поддерживаться в общей магистрали. Регулятор, который поддерживает давление пара постоянным, называется главным или корректирующим. Он управляет нагрузкой всех котлов.
РМ = const
> < РМ
З1 З2
З
ГКР - главный корректирующий регулятор (регулирует давление)
ЗПЗ - задатчик переменного задания (размножает выходной сигнал ГКР)
Если паровые магистрали имеют большую протяженность, то включается несколько корректирующих регуляторов, тогда для повышения качества регулирования часть корректирующих регуляторов включают по П - закону, а часть - по ПИ - закону. При этом за счет котлов, включенных в регулирующие режимы по П - закону, растет быстродействие, а за счет котлов с ПИ - алгоритмом ликвидируется неравномерность регулирования.
Доля участия каждого котла во внесении общей паровой нагрузки устанавливается ручными задатчиками (З1 и З2).
Регулирование экономичности горения
Экономичность оценивается КПД. Задачей регулирования является поддержание максимального КПД.
Наиболее распространенным методом определения экономичности горения является анализ состава дымовых газов. На основании зависимости hКУ (a) стремятся поддержать оптимальный расход воздуха, который отвечает максимальному КПД.
hКУ hmax
ГМ: aОПТ = 1,05 1,15
пыль: aОПТ = 1,2 1,3
ДНОМ
aОПТa
Замечание:
Избыток воздуха можно определять по любому компоненту газовой смеси уходящих газов:
традиционно по кислороду, возможно по СО2 и Н2.
О2:
Если a = 1 О2 ух = 0
a = 1,05 О2 ух = 3%
САР общего воздуха.
Топливо - газ
WИН
О2
WОП 1
dВт НАВ
m т m В
l т
Вз
О2з
НАВ - направляющий аппарат вентилятора
РО2 - регулятор кислорода
РВ - регулятор воздуха
КВ - блок компенсации возмущения
Схема регулирования каскадная с двумя регуляторами: регулятор воздуха и