Московский Энергетический Институт

(Технический Университет)

Кафедра автоматизированных систем управления тепловыми процессами

Расчетное задание по курсу «Автоматизация технологических процессов и производств»

Группа:	ФП-12-06
Студенты:	Ильин Б.Л.
	Сычев И.В.
Вариант:	6
Преподаватель:	Щедеркина Т.Е.

МОСКВА 2010

1. Структурная схема регулирования температуры перегретого пара барабанного парового котла.

Температура перегрева пара на выходе котла относится к важней­шим параметрам, определяющим экономичность и надежность работы паровой турбины и энергоблока в целом. В соответствии с требования­ми ПТЭ допустимые длительные отклонения температуры перегрева пара от номинального значения, например, для параметров пара р_п.п = 9.8 МПа и t_п.п = 540°С составляют в сторону уве­личения +5°С, а в сторону уменьшения -10°С. Температура перегрева пара для барабанных котлов зависит от тепловосприятия пароперегревателя и паровой нагрузки. При постоянстве паровой нагрузки тепловосприятие перегревателей определяется топочным режимом и может изменяться в зависимости от загрязнения поверхностей нагрева, избытка воздуха, изменений состава топлива и т.п. Изменения паровой нагрузки приводят к перераспределению тепловосприятия между конвективной и радиационной частями перегревателя и изменениями температуры пара на выходе.

Для барабанных котлов наиболее распространен способ регулирования температуры пара на выходе с помощью пароохладителей. Кон­структивно участок регулирования первичного перегрева образует часть поверхности нагрева пароперегревателя, включая обогревае­мые и необогреваемые трубы, от места ввода охлаждающего агента до выходного коллектора, в котором необходимо поддерживать за­данную температуру t_п.п. Схема участка представлена на рис. 1.1. К возмущающим воздействиям относятся энтальпия на входе в участок h_вх , расход потребляемого пара G_п.п и количество теплоты, воспринимаемое от топочных газов, Q"_т. Выходной величиной участка служит энтальпия (температура) на выходе из пароперегревателя h₀. Регулирующим воз­действием служит расход охлаждающего агента G_впр.

Рис.1.1. Принципиальная схема регулирования температуры перегретого пара

1 – барабан;

2, 3 – ступени пароперегревателя;

4 – пароохладитель;

5 – регулирующий кла­пан впрыска;

6 – охладитель пара;

7 – сборник конденсата;

8 – гидрозатвор;

9 – дифферен­циатор;

10 – регулятор.

В общепринятой схеме АСР температуры перегрева с исчезающим сигналом из промежуточной точки (рис. 1.1) регулятор перегрева 10 по­лучает основной сигнал по отклонению температуры пара на выходе пароперегре­вателя t_п.п и воздействует на расход охлаждающей воды и дополнительный сигнал, пропорциональный скорости изменения температуры пара в промежуточной точке (непосредственно за пароохладителем) dt_пр/dt, упреждая изменения тем­пературы на выходе при изменениях энтальпии частично перегретого пара h_пр исчезает в установившемся режиме. Для формирования исчезающего сигнала обычно используют реальное дифференцирующее звено.

Рис.1.2. Структурная схема АСР температуры первичного перегрева пара

t_п.п – температура перегретого пара;

t_пр – температура пара в промежуточной точке (непосредственно за пароохладителем);

Д – дифференциатор;

ЗРУ – задатчик ручного управления.

Современные энергетические барабанные котлы оснащают для регулирования температуры первичного пара впрыскивающими пароохладителями, представ­ляющими собой теплообменники смешивающего типа. Принцип их действия ос­нован на изменении энтальпии частично перегретого пара за счет теплоты, отбираемой на испарение охлаждающей воды, впрыскиваемой в паропровод. Преимущество впрыскивающего охладителя – снижение инерционности участка регулирования; недостаток впрыскивающего пароохладителя — загрязнение пара охлаж­дающей водой. Устранение последнего достигается впрыском собственного конденсата из барабана. Для этого насыщенный пар из барабана (рис. 1.1) поступает в охладитель пара – конденсатор 6 и из сборника конденсата 7 подается на впрыск в пароохладитель 4.

Приближение места впрыска к выходу пароперегревателя умень­шает инерционность участка и, следовательно, улучшает качество процессов регулирования, В то же время это приводит к ухудшению температурного режима металла поверхностей нагрева, расположен­ных до пароохладителя. Поэтому на мощных энергетических котлах с развитыми пароперегревателями применяют многоступенчатое регу­лирование, в котором по ходу пара устанавливаются два и более впрыскивающих устройств, управляемых автоматическими регуля­торами температуры. Это позволяет более точно регулировать температуру пара на выхо­де из котла и одновременно защитить металл предвключенных ступе­ней пароперегревателя.

Автоматический регулятор каждого впрыска также дейст­вует по двухимпульсной схеме: с основным сигналом по отклонению температуры пара на выходе «своей» ступени и дополнительным исчезающим сигна­лом по температуре пара после пароохладителя. При наличии не­скольких потоков пара регулирование температуры первичного пере­грева осуществляют раздельно путем установки автоматических регуля­торов на каждом из паропроводов.