- 8 (495) 7487600
- 8 (495) 7487600
- 8 (925) 5552040
- 8 (925) 5552040
- Напишите нам
- Обратный звонок
Интернет магазин оборудования насосной, отопительной и водонагревательной техники №1
Билет №3 Система регулирования тепловой нагрузки барабанного пароперегревателя. Регулирование нагрузки котла
7.2.1. Регулирование тепловой нагрузки котла.
Давление пара стабилизируется в пределах регулирования 4 МПа.
Диапазон температуры дымовых газов из предтопка 950-1050 оС.
Ограниченный диапазон направляющего аппарата вгд 40 – 60 %
Давление природного газа на одной горелке топки 25 кПа
Давление мазута на одной горелке топки 2,5–1,7МПа Влажность твердого топлива желательно в диапазоне 55-65%.
Давление пара в паровой магистрали или расход пара из котла регулируется посредством изменения подачи твердого топлива в предтопок и расхода природного газ или мазута, сжигаемого в горелках топки.
Температура дымовых газов стабилизируется работой горелки (форсунки).
Осуществляется автоматический розжиг горелок предтопка и топки.
Оператору выдается сообщение на включение и выключение горелки.
Регулируется соотношение топливо-воздух на каждой горелке.
7.2.2. Защиты котлоагрегата.
Разработанные в данном проекте алгоритмы защит выполнены на основании требований "Технических условий на выполнение технологических защит и блокировок при использовании мазута и природного газа в котельных установках в соответствии с требованиями взрывобезопасности" и предназначены для останова котла при достижении параметрами критических величин, когда дальнейшая работа грозит серьёзными повреждениями тепломеханического оборудования. В проекте реализована также и логика локальных защит. При применении микропроцессорной техники защиты паровых котлов выполняются с использованием трех датчиков аналогового сигнала. В случае отклонения контролируемых параметров, формируется команда на отключение соответствующего оборудования, связанного с отключением котла, срабатывает светозвуковая сигнализация.
Действие защит - одностороннее. Обратный ввод оборудования в работу производится после устранения причин, приведших к срабатыванию защит.
После срабатывания защиты исключается возможность отмены персоналом команд защит до полного их выполнения. Для аварийного останова котла предусмотрена "виртуальная" кнопка, при нажатии на которую на экран должно выводиться сообщение "Останов котла" и две кнопки "Да" и "Нет". В случае подтверждения происходит аварийный останов котла. Ввод и вывод защит – автоматический, кроме понижения и повышения уровня в барабане котла до второго предела. Защиты по уровню вводятся после сверки водоуказательных приборов. Предусмотрен также и ручной вывод защит, доступ к которому должен быть "запоролен".
Предусмотрены следующие режимы работы котла:
а) газ,
б) мазут,
в) твёрдое топливо и газ,
г) твёрдое топливо и мазут.
Технологические защиты выполняют следующие операции:
останов котла,
локальные операции.
Защиты, действующие на останов котла.
повышение и понижение уровня в барабане котла до второго передела;
отключение тягодутьевых механизмов.
останов котла по команде с операторской станции.
7.3. Параметры, подлежащие контролю при работе паротурбинной установки.
Паротурбинные установки оборудуют приборами, которые измеряют следующие параметры:
число оборотов турбины;
давление пара перед главными пусковыми задвижками, стопорными клапанами, за регулирующими и перегрузочными клапанами, в камерах отборов, перед эжектором и пусковым масляным турбонасосом;
температуру пара в тех же точках;
давление и температуру масла по всей масляной системе;
количество выработанной энергии и частоту тока;
6) температуру воздуха до и после охладителя генератора и др.
Все механизмы собственного расхода, питательную установку, редукционно-охладительную установку, химводоочистку также оборудуют необходимыми приборами для измерения важнейших параметров, от повседневного контроля которых зависит надежная эксплуатация электростанции.
Билет №3 Система регулирования тепловой нагрузки барабанного пароперегревателя
Принципиальная схема регулирования. Назначение импульсов. Формирование импульса по теплу.
Парогенератор должен поддерживать заданную нагрузку. Показателем соответствия между количеством потребляемой и генерируемой энергии является постоянство давления в каждой точке пароводяного тракта котла. Постоянство давления является показателем энергетического баланса тепла. В топку подаётся необходимое количество воздуха. Причём горение топлива должно осуществляться с максимально возможной экономичностью. Поддержание экономичной работы котла осуществляется путём подачи необходимого для горения топлива и воздуха. На большинстве современных котлоагрегатах осуществляется факельный способ сжигания топлива. Показателем устойчивости факела (т.е. топочного процесса) является постоянство разряжения в верхней части топки.
Регулирование тепловой нагрузки
Паропроизводительность котлоагрегата определяется не только количеством сгоревшего в топке топлива, т.е. сколько выделяется при этом тепла, но также от характера изменения давления в барабане котла. При изменении давления изменяется свойство воды и водяного пара. При уменьшении давления уменьшается температура кипения воды, её теплосодержание. Тепло которое было аккумулировано идёт на заполнение парообразование.
Уравнение связывающее между собой тепло, которое принимается котлом:
, где
- коэффициент аккумулируемой способности котла.
- количество тепла, воспринятое поверхностями нагрева котла.
- количество тепла, ушедшее с паром.
Приведём уравнение к безразмерному виду. От Pб вычтем номинальное значение давления. Т.к. Pн =const,
Правые и левые части этого уравнения поделим на Qн , тогда получим :
,
Обозначим:
=Xвых,
=Xвх,
=Т.
Получим безразмерное уравнение:
Это уравнение представляет собой уравнение И-звена, т.о. при ступенчатом изменении тепловосприятий котла, давление в барабане будет изменяться по линейному закону рисунок1.
Рисунок1
Такой характер изменения давления Рб наблюдается при принудительном поддержании расхода пара от котла.
Если принудительного расхода пара нет, то переходная характеристика представляет из себя переходную характеристику статического звена рисунок 2.
Рисунок 2
Рассмотрим принципиальные схемы регулирования тепловой нагрузки, т.е. Рб.
Т.к. необходимо поддерживать Рб, которая является показателем энергетического баланса котла, то Рб принимается сигналом регулирования.
Рассмотрим совокупность котлоагрегатов работающих на общую паровую магистраль рисунок 3.
Рисунок 3
Где 1 – датчик давления, РУ – подача топлива, Рм – давлении в магистрали.
Расход топлива в топку пылеугольного котла регулируется по-разному в зависимости от схемы пылеприготовления.
Если изменить расход воздуха ч/з ММ, то изменится и расход пыли, подаваемый в топку.
Кода готовая угольная пыль поступает на пылепитатель с электродвигателем с определённой скоростью вращения. В зависимости от числа оборотов и будет зависеть расход топлива.
Плюсы: 1) хороша простотой
эта система эффективно устраняет внутреннее возмущение, (идущее со стороны топки) , возмущения со стороны потребителя (нагрузка) –внешние.
Предположим, что в какой-то момент времени самопроизвольно изменятся расход топлива, то это приводит к изменению тепловосприятия и Рб.
Недостатки:
возможно перераспределение нагрузок м/у параллельно работающими котлоагрегатами.
Каждый котлоагрегат работает на общую паровую магистраль. Места подключения к паровой магистрали находятся на разных расстояниях от потребителя, то в первую очередь начнёт изменятся Рб в ближнем котлоагрегате к потребителю. Может оказаться ситуация, что первый котлоагрегат будет в полную силу выполнять нагрузку, а остальные нет.
Для устранения недостатков СР допускается корректирующим регулятором (КР), сигнал с которого поступает на все РУ котлоагрегата. РУ- не регулятор, а регулятор это РО+ИМ.
Для регулирования тепловой нагрузки принимают ПИ-регулятор. РУ- формирует ПИ-закон регулирования. Управление ИМ осуществляется релейно-импульсным способом. Корректирующий регулятор сам по себе представляет собой Пи-регулятор, выходной сигнал который прямо пропорционален
Т.е. на выходе РУ- дискретный сигнал, КР-аналоговый сигнал. Выходной сигнал КР-будет изменятся до тех пор, пока и. Он является сигналом задания регулятором топлива.
Пусть изменилась нагрузка потребителям (Рм) , КР- выдаёт сигнал задания регулятором топлива, которые сразу начинают изменять расход топлива котлоагрегата, т.о. здесь не начнётся перераспределение нагрузки. Внутренние возмущения компенсируются регулятором топлива. Котлоагрегаты обладают различными характеристиками. Поэтому возникает задача оптимального распределения нагрузок м/у котлоагрегатами. С помощью КР можно изменить долю участия каждого КА в покрытии наугрузки.
Но и здесь есть свои недостатки: при внутренних возмущениях быстродействие регулятора топлива часто оказывается недостаточным, т.е. не обеспечивает необходимое качество регулирования.
Пусть изменяется расход топлива, который с течением времени преобразуется тепловосприятием топки и в барабане котла изменяетяс Рб. Инерционность (расход топлива – Рб)=100сек.
Для увеличения быстродействия регулятора топлива применяют установленный импульс ‘по теплу’. Который может косвенно характеризовать тепловосприятие котлоагрегата (или расход топлива). Если стабилизировать расход топлива, поступающего на вход топки, то это значит, что мы удалим внутреннее возмущение и можно поставить импульс “по теплу”. Импульс по теплу по сравнению с импульсом по давлению в барабане имеет инерционность в несколько раз меньше (30-40сек.).
Импульс по теплу определяется с.о.:
.
-const.
Если считать нагрузку = const, то можно считать . ТогдаQ будет определяться и. При применении этого импульса принципиальная схема регулирования будет выглядеть с.о. рисунок 4:
Рисунок 4
Где 1- датчики давления, 2-диф-тор, 3-расхода пара.
Для формирования импульса по теплу необходим импульс по расходу пара, импульс по давлению в барабане, отбор давления в магистрали потребителя. Идеология работы этой СР те же, что и у предыдущей СР с корректирующим регулятором. Внутренние возмущение устраняется с помощью импульса по теплу. Внешние возмущения устраняется с помощью импульса от корректирующего регулятора.
Предположим возникли внутренние возмущения. Изменился Вт следовательно изменится Qт. Эти два сигнала дают импульс по теплу. Сигнал от корректирующего регулятора является сигналом задания. И таким образом в соответствии с этим заданием поддерживается тепловосприятие котла (Q). Если изменилось Р в магистрали или нагрузка потребителя, то корректирующий регулятор даёт задание всем котлам о выравнивании нагрузки.
Рассмотрим импульс по теплу, так как он часто применяется в СР парогенератора. Импуль по теплу должен быть правильно настроен. Иначе на РУ будет подаваться ложная информация. Импульс по теплу косвенно характеризует Вт. При Вт = const и стабильных его характеристиках импульс по теплу в отклонениях должно быть = 0. Пусть изменяется нагрузка потребителя→изменяется Рмаг→Dпп→Рб, а импульс по теплу изменятся не должен.(при внешних возмущениях).
Рассмотрим ряд графиков иллюстрирующих настройку импульса по теплу. Рисунок 5.
Рисунок 5
В момент времени t0 пусть увеличивается нагрузка котла. Рассмотрим внешние возмущения увеличения нагрузки котла. При увеличении нагрузки, уменьшается Рб котла.
Определим сигнал на выходе диф-ра, т.е. . В начале=0 и в точке перегиба онаmax. В результате уменьшается Рб, уменьшается t-ра кипения котловой воды, следовательно уменьшается и её теплосодержание. Аккумулированное тепло будет израсходовано на дополнительное парообразование. (Вт=const). Затем когда аккумулированное тепло будет израсходовано, расход пара котла стабилизируется.
∑ сигналов иDпп даёт импульс по теплу – горизонтальную прямую. - можно принимать как выходной сигнал диф-ра.Dпп = расход пара * на разность энтальпий.
Рассмотрим такое внутреннее возмущение, которое приведёт к такому же характеру. Пусть расход топлива Вт уменьшается, тогда умньшается количество генерируемого пара и Рб будет уменьшатся и наступит новый энергетический баланс и Рб выровняется. Расход пара котла будет падать ∑ импульсов на выходе диф-ра даст импульс по теплу. Внутреннее возмущение: приращения импульса по теплу ≠ 0.
studfiles.net
Регулирование - тепловая нагрузка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Регулирование - тепловая нагрузка
Cтраница 1
Регулирование тепловой нагрузки осуществляет комплекс АСР, в который включен целый ряд систем, регулирующих горение топлива, давление в печи, расход кислорода, подаваемого в ванну, и система автоматической перекидки клапанов на регенераторах. [1]
Регулирование тепловой нагрузки топки производится изменением додачи топлива питателем и дутьевого воздуха направляющим аппаратом дутьевого вентилятора. [2]
Регулирование тепловой нагрузки топки производится изменением подачи топлива питателем и дутьевого воздуха направляющим аппаратом дутьевого вентилятора. [3]
Регулирование тепловой нагрузки котельной с автоматикой АГОК-66 осуществляется плавным изменением расхода газа на всех работающих котлах. [5]
Регулирование тепловой нагрузки топки производится изменением подачи топлива питателем и дутьевого воздуха направляющим аппаратом дутьевого вентилятора. [7]
Регулирование тепловой нагрузки котельных агрегатов, работающих на жидком топливе, может быть количественным ( изменением числа включенных форсунок), качественным ( дросселированием давления мазута перед форсунками) и сочетающим оба этих способа. В последнем случае плавное регулирование тепловой нагрузки достигается изменением давления мазута перед форсунками с помощью регулирующего клапана, а отключение или включение форсунок увеличивает диапазон регулирования. При снижении давления мазута перед форсунками до минимально допустимой величины отключается часть работающих форсунок и приоткрывается регулирующий клапан. [8]
Для регулирования тепловых нагрузок в пределах суточных колебаний потребления теплоты используют аккумуляторы горячей воды. [9]
Для регулирования тепловой нагрузки на электростанциях Башкирэнерго применяются в основном регулирующие клапаны золотникового типа, поставлявшиеся ранее в комплекте с регуляторами питания котлов среднего давления. [10]
Задача регулирования тепловой нагрузки по ходу плавки сводится к обеспечению критериев наибольшей производительности печи при отсутствии перегрева кладки свода, головок и регенераторов и обеспечению заданного качества стали. [11]
Степень регулирования тепловой нагрузки газовых горелок должна обеспечивать возможность регулирования теплопроизводйтельности котла во всем эксплуатационно необходимом диапазоне, с тем чтобы по возможности не прибегать к отключению отдельных горелок. Горелки при этом должны работать устойчиво, без отрыва или проскока пламени. Большое значение для безопасной эксплуатации имеет надежность зажигания газа или газовоздушной смеси, выходящей из горелки, как при первоначальном розжиге котла с помощью запальника, так и при установившемся режиме с помощью стабилизаторов горения. [12]
Степень регулирования тепловой нагрузки газовых горелок должна обеспечивать возможность регулирования теплопроизводительности котла во всем эксплуатационно необходимом диапазоне с тем, чтобы по возможности не прибегать к отключению отдельных горелок. Горелки при этом должны работать устойчиво, без отрыва или обратного удара пламени. Большое значение для безопасной эксплуатации котлов, работающих на газовом топливе, имеет надежность зажигания газа или газовоздушной смеси, выходящей из горелки, как при первоначальном розжиге котла с помощью запальника, так и при установившемся режиме с помощью специальных стабилизаторов горения. [13]
Степень регулирования тепловой нагрузки газого-релочных устройств должна обеспечить возможность регулирования тепловой нагрузки котла во всем эксплуатационно необходимом диапазоне с тем, чтобы по возможности не прибегать к отключению отдельных горелок. Горелки при этом должны работать устойчиво, без отрыва или проскока пламени. Большое значение для безопасной эксплуатации имеет надежность зажигания газа или газовоздушной смеси, выходящей из горелки, как при первоначальном розжиге котла с помощью запальника, так и при установившемся режиме с помощью стабилизаторов горения. [14]
При регулировании тепловой нагрузки по ограничивающим факторам в качестве таких факторов принимают предельную температуру кладки свода рабочего пространства и регенераторов, пропускную способность воздушного и дымового трактов, давление под сводом рабочего пространства. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Регулирование давления пара и тепловой нагрузки барабанного котла.
Паровой котел как объект управления паровой нагрузкой может быть представлен в виде последовательного соединения участков: топочной камеры, парообразующей части, барабана и пароперегревателя. Эти участки по каналу «расход топлива- давления, перегретого пара» являются инерционными звеньями первого порядка с запаздыванием
W(p) = ke-pτ./(1+pT)
Рассмотрим динамику парообразующего участка. Изменение тепловыделения Q/T приводит к изменению паропроизводительности Дб и давления в барабане Рб. Уравнение баланса в этом случае будет иметь вид:
,
где А – размерный коэффициент, характеризующий тепловую аккумулирующую способность пароводяной смеси и металла испарительной части.
hH, hп.в. - энтальпия насыщенного пара и питательной воды.
Преобразовав это уравнение в более удобную форму, получим:
, разделим левую и правую часть на (hн – hпв)
где Сп - постоянная, характеризующая массовую аккумулирующую способность пароводяного и металла барабана котла;
- тепловая нагрузка, характеризующая тепловосприятие испарительных поверхностей в единицу времени, выраженная в единицах расхода пара (т/час)
Принципиальная схема измерения тепловой нагрузки приведена на рис. 4.3.
Рис.4-3
1 – датчик давления пара;
2 – дифференциатор;
3 – датчик расхода пара;
4 – измерительный блок-регулятор.
Существующие способы и схемы автоматического регулирования тепловой нагрузки и давления пара основаны на принципах регулирования по отклонению и по возмущению или же комбинации того и другого и определяются заданным режимом работы котла (базовым или регулирующим) и схемой соединения паропровода перегретого пара с турбиной.
Базовым режимом называют режим поддержания паровой нагрузки котла на заданном уровне вне зависимости от изменения общей электрической или тепловой нагрузки ТЭС.
В регулирующем режиме поровой котел воспринимает колебания тепловой и электрической нагрузок турбин, т.е. участвует в регулировании общей тепловой и электрической нагрузок станции. При этом один котел может быть отключен только на одной турбине (блочная схема) или к общей паровой магистрали (схема с общим паропроводом).
Главным способом регулирования давления в регулирующем режиме служит воздействие на расход топлива. Принципиальная схема замкнутой АСР давления пара перед турбиной изображена на рис. 4-4 (вариант а).
Рис. 4-4
Давление пара поддерживается регулятором давления 4, воздействующим на регулятор подачи топлива 1, а частота вращения ротора турбины – регулятором скорости.
В базовом режиме воздействие регулятора давления 4 переключается на регулирующие клапаны турбины 3 через электропривод синхронизатора турбины 5 (вариант б).
Принципиальная схема регулирования давления перегретого пара для случая параллельной работы котлов, так называемая схема с главным регулятором, изображена на рис. 4-5.
11,111- регуляторы подачи топлива;
21, 211- регуляторы частоты вращения турбины;
3 – главный регулятор давления пара;
К1, К2 – котлы;
Т1, Т2 – турбины.
Рис. 4-5.
Доля участия каждого котла в суммарной паровой нагрузке изменяется степенью отрицательной обратной связи по положению РО; исходная нагрузка устанавливается задатчиками ручного управления (ЗРУ).
Недостаток схемы с главным регулятором проявляется при возмущении со стороны подачи топлива. Например, при нарушении нормальной работы топливоподающих устройств одного или двух агрегатов (останов пылепитателя, забивание приемной трубы сырого угля), приводящей к внезапному уменьшению подачи топлива, например,В1Т. Вследствие этого произойдет перераспределение суммарной паровой нагрузки между котлами. При этом восполнение недостающего топлива за счет действия АСР начнется не с момента уменьшения подачи В1Т, а с момента уменьшения РМ и начала работы главного регулятора, т.е. со значительным запаздыванием. Это приведет к существенному отклонению давления пара.
Для котлов, работающих на газообразном и жидком топливе, с целью устранения этого недостатка используется схема, приведенная на рис. 4-6.
Рис. 4-6
Отличие этой схемы состоит в том, что к регуляторам топлива 11,111 в зависимости от давления пара вместо ЖОС по положению РО подводятся сигналы по фактическому расходу топлива В1Т и В11Т. Это позволяет значительно уменьшить запаздывание в подаче топлива при самопроизвольных изменениях его расхода и улучшить качество переходных процессов по давлению пара. Задание по расходу топлива регуляторам 11,111, в зависимости от давления пара в общем паропроводе устанавливается главным регулятором 3, а доля участия отдельных агрегатов в суммарной паровой нагрузке устанавливается ручными задатчиками ЗРУ. Эта схема не может быть использована для котлов, работающих на угле, т.к. в настоящее время нет надежных и точных способов измерения расхода пылевидного твердого топлива. Кроме того, эта схема будет с большим запаздыванием реагировать на изменение качества топлива.
Выбор схемы регулирования давления и нагрузки определяется конкретными условиями работы станции: видом и качеством топлива, схемой соединения агрегатов, составом потребителей паровой энергии.
Похожие статьи:
poznayka.org
Режимы работы и эксплуатации ТЭС. Графики нагрузок и режимы работы электростанций, страница 5
5. Влияние шлакования в зоне поверхностей нагрева до пароперегревателя может привести к увеличению перегрева пара. Шлакование пароперегревателя наоборот приводит к уменьшению температуры пара.
Изменение КПД котла в зависимости от нагрузки имеет вид: / рис7/. Из графика видно, что (q3 +q4) имеют мин. при экономичной нагрузке.
q2 – возростает с увеличением нагрузки.
При работе на газе q4 = 0, q5 – имеет mах. при Dmax
Общие понятия о процессе регулирования работы котлоагрегатов.
Управление работой котлоагрегата представляет собой комплекс взаимосвязанных и несвязаных независимых процессов, к которым относятся:
- регулирование процесса поддержания температуры пара за котлом и за промпароперегревателем
- регулирование процесса пылеприготовления для котла, работающего на твердом топливе
- регулирование давления газа в котельной и перед котлом /перед горелкой, для котлов с погорелочным регулированием /
- регулирование давления мазута в магистрали и перед горелками котла
- регулирование уровня в барабане котла
- регулирование солевого баланса в барабане котла / регулятор непрерывной продувки/
- регулирование нагрузки котла
- регулирование процесса горения топлива, в который входят регулирование подачи топлива, расхода воздуха для горения, разрежения вверху топки для котлов с уравновешенной тягой.
Регулирование нагрузки котла делится на регулирование нагрузки котлов, работающих в общий коллектор, и регулирование для котлов, работающих в блоке с турбиной. Котлы, работающие в общий коллектор, как правило, не имеют промперегрева, и работают с параметрами пара за котлом 8,8 или 12,7 мпа.
Регулирование нагрузки котлов, регуляторы горения топлива.
На работу котла оказывают влияние внутренние и внешние возмущения. При работе на газе внутренних возмущений практически нет, давление газа легко регулируется, калорийность газа стабильна, расход газа легко измеряется при постоянном его давлении. Рекомендуемая схема ''нагрузка / давление пара в общем паропроводе или за котлом /– главный регулятор – расход газа'' . Если давление пара измеряется в общем паропроводе, его сигнал подается на главный регулятор, к которому подключены регуляторы нагрузки котлов. Если необходимо, чтобы котел нес базовую нагрузку, его регулятор переключают на схему ''задание – топливо''
Регулятор расхода воздуха работает по схеме ''топливо – воздух'' с ведением коррекции по содержанию свободного кислорода в уходящих газах.
Регулятор разрежения поддерживает разрежение вверху топки.
На энергетических котлах обычно по два дутьевых вентилятора и два дымососа. Для синхронизации работы их направляющих аппаратов применяются схемы ''шагания'' или ''следящая схема''.
При работе на твердом топливе возможны внутренние возмущения, т.к. может изменяться состав топлива по влажности пыли, зольности его, по выходу горючих. Возможна также нестабильность подачи пыли пылепитателями, зависание пыли в бункерах. Подача пыли осуществляется пылепитателями, регулирование подачи которыми регулируется электродвигателями постоянного тока изменением числа оборотов.
На этих котлах применяют схему ''тепло – топливо''. Импульс по теплу - это суммарный сигнал расход пара из котла + давление пара в барабане котла.
Схема ''тепло – топливо'' применяется также при работе котлов на мазуте, т.к. возможны нарушения работы мазутных форсунок, ухудшение распыла, из-за попадания твердых частиц в сопла, попадания воды. /рис 8 /.
Для поддержания экономичного процесса горения на рабочих местах должны быть режимные карты.
Регулирование уровня в барабане котла.
Регулирование уровня в барабане котла осуществляется регулятором питания котла. Основной импульс по уровню воды в барабане, стабилизирующим является соотношение расход пара – расход питательной воды на котел. /трехимпульсный регулятор/.
Регулирование температуры пара.
vunivere.ru
Регулятор - тепловая нагрузка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4
Регулятор - тепловая нагрузка
Cтраница 4
При отклонение тепловой нагрузки от задания регулятор тепловой нагрузки изменяет подач природного газа. При снижении нагрузки, если расход природного газа достигает предельно допустимого минимума, регулятор тепловой нагрузки уменьшает расход доменного газа. [46]
На рис. 3 - 14 показана принципиальная схема автоматического регулирования процесса горения при смешанном сжигании угольной пыли и доменного газа, разработанная МО ЦКТИ. Так же как в котельных, сжигающих один вид топлива, на группу параллельно работающих котлов устанавливается главный регулятор 4, получающий импульс по изменению давления в паровой перемычке и воздействующий я а регуляторы тепловой нагрузки каждого котла. [47]
Одной из разновидностей таких схем является схема с индивидуальными регуляторами для поддержания соотношения топливо - воздух у каждой горелки, спроектированная в порядке эксперимента ЦКБ Главэнергостроймеханиза-ции для котла НЗЛ Уфимской ТЭЦ № 1 паропроизво-дительностью ПО т / ч, оборудованного семью горелками с форсунками производительностью 1 100 кг / ч мазута. По этому проекту подача воздуха регулируется шиберами горелок, причем для экономии электроэнергии на собственные нужды последовательно с индивидуальными регуляторами установлен общий регулятор расхода воздуха с импульсом по расходу пара и жесткой обратной связью по положению лопаток направляющих аппаратов вентиляторов. При снижении расхода топлива регулятором тепловой нагрузки индивидуальные регуляторы воздуха прикрывают свои шиберы для восстановления принятого соотношения топлива и воздуха по горелкам, уменьшение же расхода пара с котла, сопровождающее снижение расхода топлива, вызывает прикрытие направляющих аппаратов вентиляторов с общим регулятором воздуха, что в свою очередь способствует возвращению шиберов горелок в прежнее положение индивидуальными регуляторами. [48]
На Каждом из энергетических котлов ( в случае их параллельной работы) устанавливается индивидуальный регулятор тепловой нагрузки типа РПИК, реагирующий на внутренние возмущения по импульсу давления в барабане котла, и один общий на группу котлов, корректирующий регулятор типа К. В этой каскадной схеме авторегулирования корректирующий регулятор давления не управляет подачей топлива, а лишь корректирует задание регуляторам тепловой нагрузки котлов, находящимся в переменном режиме. Каждый из этих регуляторов, управляя подачей топлива, поддерживает тепловую нагрузку своего котла в соответствии с заданием корректирующего регулятора при внешних возмущениях. Регуляторам котлов, переведенных в базовый режим, вручную устанавливается задание, не зависящее от работы главного корректирующего регулятора. В этом случае постоянство нагрузки этого котла автоматически поддерживается его регулятором тепловой нагрузки. [49]
Система автоматического регулирования блока имеет главный регулятор давления, в качестве которого применяется электронный регулирующий прибор, получающий импульс по давлению пара перед стопорными клапанами ЦВД турбины и импульс по скорости изменения мощности генератора. Последний может быть получен в виде косвенного импульса по давлению рабочей жидкости в системе регулирования тур-бины. Главный регулятор давления поддерживает постоянное давление пара перед турбиной, воздействуя на подачу топлива в котел путем изменения задания регуляторам тепловой нагрузки. [50]
Регулятор температуры получает импульсы по температуре пара после вторичного перегревателя и по скорости изменения температуры пара непосредственно за газопаропаровым теплообменником. Регулирующее воздействие осуществляется путем изменения расхода первичного пара через теплообменник. В тех случаях, когда приуменьшении нагрузки котла воздействие на расход первичного пара оказывается недостаточным, вступает в действие нелинейная связь между регулятором температуры и регулятором тепловой нагрузки корпуса № 2 котла. [52]
Существенным недостатком рассмотренных выше схем автоматического регулирования тепловой нагрузки является продолжительность времени стабилизации расхода топлива, доходящая до 2 - 3 мин. Так как такой интервал времени стабилизации нагрузки, связанный с неизбежными срабатываниями регуляторов, ухудшает условия сжигания мазута с малыми избытками воздуха, импульс по давлению в барабанах котлов в схемах с индивидуальными регуляторами был заменен менее инерционным импульсом по расходу мазута, подаваемого в котлы. Такая схема способствует повышению устойчивости системы регулирования в переходных режимах работы котлов за счет более быстрого ( не более 10 - 12 сек) восстановления нового значения расхода мазута регулятором тепловой нагрузки после получения им корректирующего задания от ЭКП. Кроме того, отпадает необходимость в дополнительном регуляторе давления мазута в общем мазутопроводе котельного цеха, так как индивидуальные регуляторы почти безынерционно локализуют влияние изменения давления мазута до регулирующего клапана на его расход. [53]
Уменьшение запаздывания регулирующего воздействия является важным, но не единственным способом повышения качества регулирования. Для этой цели применяют также дополнительные внешние импульсы, реализующие в той или иной степени принцип компенсации возмущений, а также опережающие или скоростные импульсы из промежуточной точки. Повышение качества регулирования может быть достигнуто и путем стабилизации возмущений, так как точность поддержания температуры зависит не только от свойств системы регулирования, но и от вида и характера возмущений. В связи с этим важное значение имеет работа регулятора тепловой нагрузки, а для прямоточных котлов, кроме того, и работа регулятора питания. Чем интенсивнее подавляются нарушения топочного режима и чем точнее поддерживается соответствие между нагрузкой котла, с одной стороны, и подачей топлива и воды - с другой, тем меньше возмущения действуют на пароперегреватель и тем точнее поддерживается температура пара. [54]
Схема САР, приведенная на рис. 9.2, действует следующим образом. При повышении давления пара на линии к потребителю регулятор воздействует на прикрытие шибера байпасного газохода и одновременное приоткрытие шибера основного газохода. После закрытия шибера байпасного газохода до определенного положения регулятор при необходимости продолжает воздействовать на клапан сброса пара в подогреватель воды в сторону открытия. Так как в этом случае из-за перераспределения газовых потоков в конвективной части газохода происходит некоторое повышение температуры сетевой воды за котлом, в действие выступает регулятор тепловой нагрузки по воде, который уменьшает подачу топлива к котлу, при этом регулятор быстро реагирует на указанные выше возмущения в системе благодаря использованию опережающего импульса по скорости нарастания давления пара на линии к потребителю; в то же время до минимума сводится величина перерегулирования. При понижении давления пара действие указанных выше регуляторов производится в обратной последовательности. [55]
На рис. 3 - 14 показана принципиальная схема автоматического регулирования процесса горения при смешанном сжигании угольной пыли и доменного газа, разработанная МО ЦКТИ. Так же как в котельных, сжигающих один вид топлива, на группу параллельно работающих котлов устанавливается главный регулятор 4, получающий импульс по изменению давления в паровой перемычке и воздействующий я а регуляторы тепловой нагрузки каждого котла. Поддержание постоянного давления в заводской газовой сети производится изменением количества сжигаемого в котлах доменного газа с последующим регулированием нагрузки путем изменения подачи пыли. При повышении давления доменного газа указанные регуляторы открывают газовыекла паны. Регулятор тепловой нагрузки в это время уменьшает соответственно подачу пыли до минимальной величины, определяемой условиями подсвечивания газового факела и пределом, обусловливаемым регулирующей способностью питателей пыли. [56]
На Каждом из энергетических котлов ( в случае их параллельной работы) устанавливается индивидуальный регулятор тепловой нагрузки типа РПИК, реагирующий на внутренние возмущения по импульсу давления в барабане котла, и один общий на группу котлов, корректирующий регулятор типа К. В этой каскадной схеме авторегулирования корректирующий регулятор давления не управляет подачей топлива, а лишь корректирует задание регуляторам тепловой нагрузки котлов, находящимся в переменном режиме. Каждый из этих регуляторов, управляя подачей топлива, поддерживает тепловую нагрузку своего котла в соответствии с заданием корректирующего регулятора при внешних возмущениях. Регуляторам котлов, переведенных в базовый режим, вручную устанавливается задание, не зависящее от работы главного корректирующего регулятора. В этом случае постоянство нагрузки этого котла автоматически поддерживается его регулятором тепловой нагрузки. [57]
Прямоточные котлы в отличие от барабанных имеют более сильную зависимость параметров пара и паропро-изводительности от возмущений. При изменениях pacj хода питательной воды, подачи тодишва и воздуха, VL &-грузки потребителя и других возмущениях перемещаются границы экономайзерной, испарительной и перегрева-тельной частей котла. Это вызывает существенное изменение температур пара по тракту котла и на его выходе. Для поддержания температуры пара за котлом в заданных пределах одного регулятора температуры, как правило, недостаточно. Задача решается путем стабилизации температур в промежуточных точках пароперегревателя. Важнейшим условием стабилизации температур по пароводяному тракту является обеспечение постоянства соотношения между количеством питательной воды, подаваемой в котел, и количеством тепла, выделяемого при сжигании топлива. Чем точнее поддерживается это соотношение во всем диапазоне нагрузок, тем меньше отклонения температур пара по тракту котла. Грубое регулирование температуры пара обеспечивается взаимосвязанной работой регуляторов тепловой нагрузки ( топлива) и питания котла. Более тонкая стабилизация температур обеспечивается дополнительными впрысками в рассечки пароперегревателя. [58]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Глава 16. Автоматизация отопительных и производственных котельных
16.1 Автоматическое регулирование паровых барабанных котлов малой мощности.
В паровых котлоагрегатах типа ДКВР, ДЕ, ГМ-50 и БКЗ-75 регулируются процессы горения и питания котла водой.
Кроме того, для котлов БКЗ-75 и ГМ-50 предусматривается регулирование температуры перегретого пара и непрерывной продувки. Схемы автоматического регулирования для этих котлов определяются техническими условиями завода — изготовителя котлов. Автоматическое регулирование процесса горения включает регулирование подачи топлива в топку в зависимости от нагрузки котла поддержание оптимального соотношения топлива и воздуха для экономичного сжигания топлива, поддержание требуемого устойчивого разрежения в топке.
В схемах регулирования процессов горения для котлов, работающих на твердом топливе (пылеугольном) топливе, широко используется сигнал по тепловой нагрузке. При работе котла только на газообразном топливе, регулирование подачи топлива на котел упрощается, так как калорийность природного газа одного месторождения практически постоянна, а измерение расхода газа не вызывает трудностей.
Для группы котлов, работающих параллельно на общую паровую магистраль функции распределения нагрузки выполняет главный (корректирующий) регулятор, получающий сигнал по давлению пара в общей паровой магистрали. Главный регулятор корректирует работу подключенных к нему через переключатель нагрузки регуляторов тепловой нагрузки котлов (Рис. 16.1), а оптимальное распределение нагрузок между котлами устанавливается с помощью задатчиков регуляторов. Для перевода какого-либо из котлов в базовый режим работы прерывают сигнал к регулятору нагрузки этого котла от главного регулятора, устанавливая значение от задатчика ручного управления. Следует отметить, что схемы регулирования процессов горения с использованием сигнала по тепловой нагрузке обычно применяют для котлов паропроизводительностью 50 т/ч и выше. Для котельных установок меньшей паропроизводительности, например, ДЕ и ДКВР применение сложных схем регулирования нецелесообразно.
Рис. 16.1. Структурная схема регулирования нагрузки «по теплу».
1 — регулятор тепловой нагрузки; 2 — главный корректирующий регулятор давления; 3д — задатчик; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулировочный орган; Рп1 — давление пара в барабане котла; Рп2 — давление пара в общей магистрали; Д — дифференциатор; Dг – расход газа к котлу; ПН – переключатель нагрузки.
Для котлов ДЕ и ДКВР роль регулятора нагрузки выполняет регулятор давления пара в барабане котла, воздействуя на изменение подачи топлива (рис. 16.2). В этом случае регулирование паровой нагрузки параллельно работающих котлов (поддержание определенной зависимости между расходом пара от данного котла и давлением в общей паровой магистрали) осуществляется по одному из двух вариантов, приведенных на рис. 14.3, где р1и р2— давления в общей паровой магистрали, соответствующие минимальной и максимальной производительности котельной.
Разность (р1—р2) в первом случае характеризует абсолютную величину неравномерности регулирования давления в магистрали Рм во всем диапазоне изменения суммарной нагрузки параллельно работающих котлов, во втором случае — равна сумме абсолютных неравномерностей всех регуляторов нагрузки.
Для отопительно-производственных котельных, где величина Рм может колебаться в сторону уменьшения в пределах 0,15 — 0,2 Па, рекомендуется распределять нагрузки при параллельной работы котлов, согласно варианту, приведенному на рис. 16.3,б. В отдельных случаях могут составляться другие графики распределения нагрузки между котлами, являющиеся комбинациями графиков, приведенных на рис. 16.3.
Поддержание оптимального соотношения топлива и воздуха (избытка воздуха) осуществляется для экономичного сжигания топлива в топке котла
При работе котла на газообразном топливе для котлов ГМ-50 и БКЗ-75 рекомендуется включать регулятор нагрузки по схеме «топливо — воздух» (рис. 16.4,а). Регулятор получает два импульса: по расходу газа к котлу, который непосредственно измеряется с помощью диафрагмы и дифманометра, и второй импульс по перепаду давления воздуха на воздухоподогревателе, пропорционального расходу воздуха. Регулятор воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора.
Рис. 16.2. Структурная схема регулирования нагрузки по давлению пара в барабане.
Рп1 — давление пара в барабане; РН — регулятор нагрузки; Зд – задатчик; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулировочный орган.
Рис. 16.3. Распределение нагрузки между котлами.
а — пропорционально номинальным производительностям параллельно работающих котлов; б — последовательное включение параллельно работающих котлов соответственно абсолютной неравномерности их регуляторов,
Рм – давление пара в общей магистрали; D – расход пара.
В отдельных случаях, например, для котлов ДЕ и ДКВР, когда по конструктивным соображениям невозможно обеспечить необходимую длину газопровода для установки сужающего устройства, импульс по расходу газа можно заменить импульсом по давлению газа перед горелками, косвенно характеризующим расход газа. Следует иметь в виду, что импульс по давлению газа характеризует расход топлива только для котлов, в топке которых поддерживается устойчивое разрежение. При этом вторым импульсом, поступающим на регулятор, будет давление воздуха перед горелками (рис. 16.6,б). Статический напор воздуха в общем воздухопроводе перед горелками характеризует расход воздуха при условии, что сопротивление части воздуховода между точкой отбора импульса и горелками будет постоянным т. е. на этом участке отсутствуют устройства, изменяющие сопротивление воздуховода.
Для котлов, работающих на мазуте, при возможности измерения расхода мазута с помощью сопла профилем «четверть круга» или сдвоенной диафрагмы, схема топливо — воздух не отличается от схемы, показанной на рис. 16.6,а.
Для котлов ДЕ и ДКВР, работающих на мазуте и твердом топливе, импульсом, характеризующим расход топлива, является импульс от датчика перемещения регулировочного органа исполнительного механизма регулятора топлива. Расход топлива не всегда соответствует положению выходного звена исполнительного механизма, так как расходная характеристика регулировочного органа нелинейная, сочленение исполнительного механизма с регулировочним органом имеет люфты и пр.
Рис. 16.4. Структурная схема регулирования воздуха (топливо — воздух).
Dг— расход газа к котлу; Dв — расход воздуха; Рг— давление газа к котлу; Рв — давление воздуха Р — регулятор воздуха 3д — задатчик; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулировочный орган.
Создание устойчивого разрежения в топке котла должно осуществляться автоматически в пределах от —20 до —30 Па. В связи с тем, что топка котла является объектом со значительным самовыравниванием, регулирование может осуществляться одноимпульсным астатическим регулятором.
Регулятор разрежения получает импульс по разрежению в верхней части топочной камеры и воздействует на направляющий аппарат дымососа (рис. 16.5).
Рис. 16.5. Структурная схема регулирования разрежения.
Рразр — датчик; Р — регулятор разрежения; 3д — задатчик; ИМ — исполнительный механизм; РО —регулировочный орган.
Для котлов производительностью выше 50 т/ч в схему регулятора для улучшения качества регулирования вводится исчезающая динамическая связь от регулятора воздуха. Регулирование питания котла осуществляется трехимпульсным регулятором уровня в барабане котла. Поддержание уровня воды в барабане котла в заданных пределах означает соответствие расходу пара (нагрузке) расхода питательной воды, поступающей в барабан.
Регулятор питания котлов ГМ-50 и БКЗ-75, придставляет собой ПИ-регулятор, суммирующий три импульса: уровень в барабане, расход пара и расход питательной воды, что значительно улучшает качество регулирования, особенно при резкопеременных нагрузках.
Для котлов ДКВР и ДЕ, имеющих большой объем воды в барабане, поддержание уровня воды в требуемых пределах при малых колебаниях нагрузок достаточно хорошо обеспечивается одноимпульсным (по уровню) регулятором питания. Регулятор питания через исполнительный механизм воздействует на регулировочный клапан, установленный на трубопроводе питательной воды к котлам.
Необходимость регулирования температуры перегрева пара определяется условиями прочности металла и плавностью изменения температуры при колебаниях нагрузки. Для рассматриваемых типов котлов регулирование температуры осуществляется изменением расхода питательной воды через охладитель поверхностного тина, установленный в рассечку пароперегревателя.
Рис. 16.6. Принципиальная схема регулирования температуры пара.
Dв – расход воды на пароохладитель; Dп – расход пара; DТ – расход топлива; — температура пара за перегревателем; Д1,Д2— дифференциаторы; Р — регулятор температуры; 3д — задатчик; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулировочный орган.
Наиболее распространенной схемой регулирования температуры пара является схема с двухимпульсным регулятором: по температуре пара на выходе из пароперегревателя и по скорости изменения температуры пара за пароохладителем. Однако эта схема не дает желательных результатов: слабая реакция на внешние возмущения, значительное запаздывание. Наиболее полно отвечает всем предъявляемым к ней требованиям схема регулирования, показанная на рис. 16.6.
Основным импульсом является температура пара за пароперегревателем. Регулятор температуры перегретого пара связан через объект регулирования — котел с регулятором питания, так как часть питательной воды, поступающей в барабан котла, проходит через пароохладитель. Поэтому для восприятия возмущений по питательной воде в схему вводится дополнительный импульс по скорости изменения расходы воды на пароохладитель.
При резкопеременных нагрузках для улучшения работы схемы рекомендуется вводить дополнительные импульсы по скорости изменения расхода пара от котла и расхода топлива к котлу, характеризующие равновесие теплового баланса пароперегревателя, но в статике эти сигналы отсутствуют, а Dп и DТне изменяются.
При испарении воды растворенные в ней соли не должны достигать определенной концентрации. Удаление этих солей производят с помощью непрерывной и периодической продувок. Для котлов производительностью более 50 т/ч процесс непрерывной продувки автоматизируется. Из-за отсутствия датчиков солесодержания в котловой воде автоматическая продувка ведется пропорционально расходу пара. Регулятор продувки получает импульс по расходу пара и для улучшения работы схемы регулирования дополнительный импульс по положению регулировочного органа исполнительного механизма (рис. 16.7).
Рис. 16.7. Структурная схема регулирования непрерывной продувки.
Dп — расход пара; ДП — датчик перемещения исполнительного механизма; Р — регулятор непрерывной продувки; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулировочный орган.
studfiles.net