
- •Особенности эксплуатации котла, как объект регулирования по давлению пара с пи-регулятором
- •2.4 Возмущающие и регулирующие воздействия.
- •2.5 Математическая модель котла как объект регулирования давления пара.
- •2.6 Исходные данные котла кав 2,5/7
- •2.6.1 Основные технические данные кав 2,5/7
- •2.6.2 Конструктивные данные
- •2.6.3 Регулируемые параметры
- •2.6.4 Параметры защиты и сигнализации
- •2.7 Вывод коэффициентов уравнения динамики котла.
- •Плотность металла: кг/м3
- •2.8 Обоснование выбора регулятора давления пара.
- •2.10 Устойчивость сар
- •2.11 Исследование динамики сар
2.6.3 Регулируемые параметры
Давление пара в котле на нагрузках 0-25% 7,5-5,5 кг/см2
Давление пара в котле на нагрузках 75-100% 7,0-6,0 кг/см2
Перепад давления топлива на золотнике регулятора
давления пара в котле 3 кг/см2
Давление топлива в линии рециркуляции 8-10 кг/см2
Вязкость топлива перед форсункой 2 0ВУ
Давление распыливающего пара 1,5 кг/см2
Уровень воды в котле +(-) 40 мм
2.6.4 Параметры защиты и сигнализации
Аварийный нижний уровень -120 мм
Максимальное давление распыливающего пара 2,0 кг/см2
Минимальное давление распыливающего пара 1,0 кг/см2
Максимальная вязкость топлива 2,3 ОС
Протечки топлива через топливно-
рециркуляционный клапан 0,6 кг/см2
Обрыв факела
Вентилятор обесточен
Предельное давление пара в котле 7,8 кг/см2
Аварийный верхний уровень +120 мм
Предупредительный нижний уровень -60 мм
2.7 Вывод коэффициентов уравнения динамики котла.
1. Судовой паровой котёл с естественной циркуляцией представляется как единая ёмкость, в которой аккумулируется тепло.
2. Пренебрегаем инерционными свойствами пароперегревателя.
3. Рассматривается только пароводяной тракт котла, при этом не затрагивается газовоздушный тракт.
4. Пренебрегаем физическим теплом топлива, питательной воды и воздуха подаваемого в топку котла.
5. Коэффициент избытка воздуха α принимаем оптимальным и постоянным при любых нагрузках котла.
Экспериментальные исследования динамических свойств судовых котлов показывают, что при возмущениях как внешних (расход пара), так и внутренних (расход топлива) разгонные характеристики по давлению пара несущественно отличаются от разгонных характеристик одноемкостных объектов со слабо выраженным самовыравниванием. Таким образом имеем упрощенное уравнение динамики котла как объекта регулирования давления пара – уравнение одноемкостного устойчивого объекта
(2.7.1)
-
время разгона котла по давлению пара –
время, в течение которого относительное
изменение давления пара достигает
величины, равной относительному
ступенчатому изменению
или
,
с;
- относительное изменение давления пара;
-
относительное изменение подвода
тепла к парообразующей части котла;
-
относительное изменение
паровой нагрузки;
Количество тепла, аккумулированного в котле, может быть определено как
–
коэффициент
аккумуляции тепла парообразующей
части котла, показывающий, сколько нужно
подвести (или отвести) тепла к парообразующей
части котла, чтобы давление пара
изменилось на 1
;
–
давление
пара при номинальной нагрузке,
.
Значение
может
быть
определено по формуле
(
2.7.2)
где
–
коэффициенты, характеризующие
соответственно долю воды, пара и метала
в общей тепловой аккумуляции котла;
– объемы
воды и пара в котле,
;
- масса металла котла, кг;
Коэффициенты могут быть определены а как
(2.7.3)
(2.7.4)
(2.7.5)
Количество тепла, отведенного из котла:
где
–
расход пара – паспортная паропроизводительность
котла,
кг/с;
Тогда время разгона (с)
(2.7.6)
-
энтальпия воды, ккал/кг;
Коэффициент самовыравнивания может быть определен как безразмерная разность частных производных по отводу и подводу тепла к парообразующей части котла:
(2.7.7)
где
–
количество тепла, отведенное с паром;
– количество
тепла, подведенное с топливом;
Если уравнение (1) разделить на коэффициент самовыравнивания z, то получится представляющее собой классическую форму записи дифференциального уравнения:
, (2.7.8)
где - постоянная времени объекта регулирования, с;
- коэффициент усиления объекта.
Расчёт коэффициентов уравнения динамики котла
Р, МПа |
|
|
|
|
|
|
5,5 |
212,4 |
851,2 |
908,6 |
10,1 |
2797,4 |
|
7,5 |
224,89 |
835,58 |
966,64 |
12,74 |
2800,91 |
Основные данные.
Давление
пара в котле при номинальной нагрузке:
=7,5
МПа
Паропроизводительность котла: G=2,5 т/ч
КПД котла: =0,83
Температура
питательной воды:
°С
Поверхность нагрева котла: Н=97 м2
Внешний
диаметр труб:
м
Внутренний
диаметр труб:
м
Вес
котла с водой:
кг
Вес
сухого котла:
кг
Диаметр
пароводяного барабана:
м
Длина
пароводяного барабана:
м
Высота
парового пространства:
м
Энтальпия
питательной воды:
Дж/кг
Удельная теплота парообразования: r=225кДж/кг
Удельная
теплоемкость стали:
кДж/кг
град