3.4.2.Автоматизація допоміжного обладнання.

Регулювання деаераторів. У котельнях з паровими котлами термічна деаерація (видалення з води розчинених у ній газів) виробляється в деаераторах атмосферного типу. Причиною корозії трубних систем котла й допоміжного устаткування є в першу чергу розчинений у воді кисень, а також вуглекислий газ. Розчинність газу залежить від температури: при підвищенні температури вона зменшується, а в киплячій воді близька до нуля. Для нагрівання води до 104°С у деаератор подається пара, витрата якого регулюється для деаераторів з барботажным пристроєм по тиску в паровому просторі бака-акумулятора.

Для сприйняття неминучих втрат конденсату на виробництві в деаератор надходить хімічно очищена вода. Регулятор рівня в деаэраторном баку впливає на зміну витрати води .

Рис.. Структурна схема регулювання рівня в деаераторі.

Ду - датчик рівня; Р - регулятор рівня; ИМ -виконавчий механізм; РО - регулювальний орган; 3д -задатчик.

Для деаераторів одного тиску, що працюють паралельно, варто застосовувати один регулятор тиску пари й один регулятор рівня води в баках на групу деаераторів. У цьому випадку деаератори повинні мати зрівняльні лінії по воді й парі.

Регулювання тиску в мазутопроводі. Підтримка постійного тиску мазуту в напірному трубопроводі, так само як і тиску води в живильних магістралях, має на меті стабілізації тиску перед регулювальним клапанами палива й живлення котла.

Регулювальний клапан регулятора тиску мазуту встановлюється на циркуляційному мазутопроводі й мазутонасосній, а регулятори тиску живильної води на лінії скидання її в деаератор.

Регулювання температури мазуту. Регулювання температури мазуту, що надходить у пальники, виробляється, як правило, у мазутонасосных, де розміщаються підігрівники мазуту. При невеликих витратах мазуту на кожному підігрівнику рекомендується встановлювати регулятори температури прямої дії. Якщо не вдається підібрати регулятори температури прямої дії, варто встановлювати загальний регулятор на групу підігрівників.

Всі регулятори допоміжного устаткування реалізують П - або ПІ - закони залежно від необхідної точності підтримки регульованого параметра або використаються регулятори прямої дії. Вибір закону регулювання й необхідна якість перехідних процесів регламентується заводом виготовлювачем технологічного встаткування, або інженерно-конструкторською організацією.

Автоматизація відпустки тепла. В опалювально-виробничих котельнях, де для потреб опалення встановлюються підігрівальні установки, для підтримки температури води в тепломережі відповідно до опалювального графіка необхідно передбачати регулятор температури. Опалювальний графік котельні виражає залежність температури мережної поди від температури зовнішнього повітря. Схема регулятора температури мережної води з корекцією по температурі зовнішнього повітря не виправдала себе, тому що датчик температури зовнішнього повітря не в змозі врахувати вплив напрямку вітру, його силу, інтенсивність сонячної радіації, температуру приміщень і ще ряд факторів, що впливають на теплоємність опалювальних будинків, тому необхідна температура мережної води, що повинен підтримувати регулятор, визначається операторам за графіком і задається вручну. Як правило, це середня температура за минулі 0,5 сут.

У котельнях, призначених для теплопостачання тільки будинків з періодичним перебуванням людей (установи, видовищні підприємства й т.п.), рекомендується передбачати можливості програмного регулювання відпустки тепла з метою економії палива за рахунок зниження температури приміщень на періоди відсутності людей.

Температура води в тепломережі може підтримуватися декількома способами:

- впливом на витрату пари, що подається на підігрівник;

- зміною поверхні нагрівання підігрівника;

- підмішуванням частини зворотної мережної води в пряму.

Регулювання температури мережної води зміною витрати насиченої пари має певні недоліки: незадовільна робота регулювального клапана на насиченій парі низького тиску й можливість появи вакууму в паровому просторі підігрівника при температурі насиченої пари менше 100°С, зниження тиску конденсату (при малих навантаженнях) нижче величини, необхідної для його надходження в деаератор.

При регулюванні зміною поверхні нагрівання підігрівника регулювальний орган установлюється на лінії конденсату після підігрівника, і залежно від температури мережної води частина поверхні нагрівання затопляється конденсатом і виключається з активного теплообміну. При цьому способі діапазон регулювання невеликий н швидше виходять із ладу поверхні нагрівання підігрівника. При регулюванні підмішування регулювальний орган установлюється на обвідній лінії підігрівника або групи підігрівників, пропускаючи частину зворотної мережної води безпосередньо в тепломережу, минаючи підігрівники.

Регулювання підживлення теплової мережі. Регулювання підживлення тепломережі ведеться залежно від величини тиску зворотної мережної води на всасе мережних насосів. Завдання регулятора підживлення полягає в збереженні постійного пьезометрического графіка теплової мережі. Для тепломереж, виконаних із закритою схемою водоразбора. підживлення становить приблизно 2% кількості циркулюючої води. При невеликих витратах можна встановлювати регулятор тиску прямої дії. Динамічна характеристика процесу підживлення може бути прийнята, як для одноємнісного об'єкта із самовирівнюванням, і тому для регулювання тиску води на всасе мережних насосів рекомендується застосовувати статичний регулятор.

У котельнях, що має підігрівники для потреб гарячого водопостачання, необхідно підтримувати температуру води постійної (не вище 70°С).

Автоматичне регулювання температури води в тепломережі. Регулювання температури води в тепломережі в котельні з водогрійними котлами пов'язане з регулюванням температури води за котлами й витратою води через котлии. Технологічні вимоги, пропоновані до системи регулювання, що випливають: температура води в тепломережу повинна підтримуватися відповідно до опалювального графіка; витрата води через котлии повинен бути постійним; температура води на виході з котлів повинна бути не вище 150°С.

Рис.. Функціональна схема автоматичного регулювання водогрійної котельні.

1У, 2У - котлии; РН - насос рециркуляційної води; СН - насос мережної води;D1,D2-діафрагми; Д1,Д2- датчики; РР - регулятор постійної витрати води до котлів; Т - термометр; РТ- регулятор температури води в тепломережу; РО - регулювальний орган.

Рис.. Функціональна схема автоматичного регулювання водогрійній котельні (паливо - газ).

1У, 2У - котлии; РН - насос рециркуляційної води; СН - насос мережної води; D1,D2- діафрагми; Д1,Д2- датчики; РР - регулятор постійної витрати води до котлів; ТС - термометр опору; Рт-регулятор температури води до котлів; РО - регулювальний орган.

При роботі водогрійних котлів на сірчистому мазуті для виключення впливу корозії конвективных поверхонь нагрівання, викликуваних конденсацією сірчаної кислоти, температуру води на виході з котла необхідно підтримувати постійної, рівної 150°С.

У цьому випадку температуру води в тепломережу підтримує регулятор температури, впливаючи на витрату води через перемичку, а постійна витрата води до котлів забезпечує регулятор витрати, що одержує сумарний імпульс по витраті води за котлами й воздействующий не подачею води до котлів з контуру рециркуляції.

Постійна витрата води до кожного котла забезпечується при налагодженні шляхом вирівнювання гідравлічних опорів трубопроводів за допомогою дросельних шайб від колектора зворотної мережної води до котла. Для котлів, що спалюють тільки газоподібне паливо, температура води на вході повинна бути не менш 70°С щоб уникнути появи корозії й для забезпечення паспортної продуктивності котла. У цьому випадку схема автоматизації трохи видозмінюється: температура води в тепломережі підтримується регуляторами навантаження котлів; регулювання температури води перед котлами здійснює регулятор, одержуючи імпульс по температурі води перед котлами й впливаючи на подачу води з контуру рециркуляції. Регулювання постійної витрати води до котлів здійснює регулятор, пропускаючи частину води зі зворотної лінії теплової мережі в пряму лінію. У водогрійних котельнях, де відсутній теплоносій пар, широке застосування одержали вакуумні деаератори. Тиск 7,5 кПа або 30 кПа, створюване ежекторами, забезпечує температуру води на виході з деаератора відповідно 40 або 70°С. Вода для деаерації надходить із температурою на 15—25°С нижче температури кипіння. Для догрева води до температури кипіння безпосередньо в деаератор подається високотемпературна вода. Залишкова концентрація розчиненого у воді кисню після деаэрирования від 30 до 50 мкг/кг залежно від схеми теплопостачання. Автоматичне регулювання процесу деаерації у вакуумних деаераторах, що працюють із тиском 3·10⁴ Па, здійснюється двума регуляторами. Первый из них поддерживает постоянной температуру 55°С воды, прошедшей водоподготовку, воздействуя на по­дачу в подогреватели высокотемпературной воды от котлов, и второй, получая импульс по величи­не вакуума в деаэраторе, подает высокотемпера­турную воду непосредственно в деаэратор, догревая воду до 70°С. Если деаэратор работает с дав­лением 7,5·10³ Па (температура на выходе равна 40°С), то в деаэратор сразу подается хими­чески очищенная вода, без подогрева, так как ее температура 25—30°С и первый регулятор не ну­жен. Уровень в вакуумных деаэраторах регули­руется так же, как и атмосферних.

При автоматизації мережних підігрівачів одною з основних завдань є регулювання температури води на виході з підігрівачів. Найчастіше застосовують центральне регулювання по опалювальному графіку з температурою води в подаючому трубопроводі 60-150⁰С.

При двохступеневій послідовній схемі приєднання абонентських вводів можливе регулювання температури води по підвищеному температурному графіку.

По метеорологічних даних необхідна температура мережної води встановлюється вручну задавачем регулятора з точністю ±_-2⁰С.

Регулювання температури мережної води за підігрівниками здійснюється шляхом дроселювання гріючої парі або перепуском частини мережної води в обхід підігрівачів (Рис.12.18).

Перший метод застосовується при регулюванні температури мережної води за піковими підігрівачами, другий метод за основними підігрівачами, коли відключені пікові. При цьому забезпечується менше коливання тиску гріючої парі й зменшується інерційність регульованого об'єкту. В обидвох випадках застосовують Пі-регулятори.

В основних і пікових мережних пароводяних підігрівачах необхідно підтримувати рівень конденсату в допустимих межах виходячи з розумів оптимального теплообміну в підігрівачі й виключення можливості закипання води в трубопроводі гріючої парі. Допустиме відхилення рівня конденсату (200мм.Ділянка регулювання підігрівача по рівню конденсаті є інтегруючою ланкою. Схема автоматичного регулювання рівня конденсату й захисту підігрівачів від переповнення Автоматичне регулювання рівня конденсату й захист підігрівників від переповнення конденсатом здійснюється шляхом автоматичного закриття засувок на трубопроводах мережної води й парі й відкриття засувок на обвідній лінії. Одночасно також подають світловий і звуковий сигнали.

Автоматизація водо підготовки.Підвищені вимоги до якості води, що надходить для живлення парових котлів або підживлення тепломережі, викликають ускладнення циклу водоподготовки, особливо в тих випадках, коли джерелом водопостачання є поверхневі джерела.

Поряд з регулюванням таких процесів, як підігрів вихідної води або підтримка постійного рівня в баках декарбонизированной води, виникають завдання, пов'язані з автоматизацією роботи осветлителей і програмним керуванням процесом відновлення фільтрів (механічних, Н- або Nа-катионитовых).

Автоматизація осветлителя включає регулювання навантаження осветлителя; підтримка постійної температури води до осветлителю; підтримка певного співвідношення між кількістю води, що надходить на посвітління, і кількістю регенерируемой води (вода, що повертає в осветлитель після промивання механічних фільтрів); дозування розчину реагентів.

Регулювання продуктивності осветлителя (мал. 16.14) здійснюється за рівнем у баку проясненої води. Регулятор впливає на подачу води до осветлителю. Рівень у баку залежить від продуктивності установки для водоподготовки й витрат на її власні потреби (наприклад, помывка фільтрів).

Варто мати на увазі, що при стабільному навантаженні осветлителя поліпшуються умови збереження шаруючи зваженого осаду (шламу), поліпшується якість проясненої води, полегшується робота дозуючих пристроїв. Стабілізація навантаження досягається створенням у баку проясненої води нерегульованого обсягу (20-25% ємності бака), у межах якого зміна рівня не викликає спрацьовування регулятора. Це здійснюється збільшенням зони нечутливості регулятора. Для поліпшення роботи АСР як зворотний зв'язок уводиться додатковий імпульс по витраті води на осветлитель.

При резкопеременных навантаженнях з більшими амплітудами рекомендується відключати вплив регулятора при зниженні витрати води до осветлителю до 30 і підвищенні до 125% номінального. При установці групи осветлителей у кожного передбачається свій бак і індивідуальний регулятор продуктивності.

Рис.. Структурна схема регулювання продуктивності освітлювача.

Dв - витрата води до освітлювача; Н - рівень у баку проясненої води Р- регулятор продуктивності; 3д - задатчик; ИМ - виконавчий механізм, РО - регулювальний орган.

Регулювання температури води, що подається до осветлителю, повинне здійснюватися з точністю ±1?С. Відхилення понад 1?З, веде до порушення процесу кристалізації в осветлителе. Регулятор одержує імпульс по температурі води за підігрівником і впливає на подачу теплоносія до підігрівника або до групи паралельно працюючих підігрівників.

Рис.. Структурна схема регулювання температури води до осветлителю.

— температура води за підігрівником; Dв—расход води за підігрівником;Р — регулятор температури; ДФ — дифференциатор; 3д — задатчик; ЇМ — виконавчий механізм; РО — регулювальний орган.

При резкопеременных навантаженнях варто вводити додатковий імпульс по швидкості зміни витрати води через підігрівник і встановлювати регулятори на кожний підігрівник.

Крім вихідної води, в осветлители надходить вода, що збирає після відмивання механічних фільтрів. Як правило, фільтри відмиваються проясненою водою, у яку під час відмивання попадають зважені частки, що сприяють процесу утворення шламу в осветлителях. Щоб не порушувати процес шламообразования в осветлителе, витрата регенерируемой води повинен становити 10-12% витрати вихідної води, що надходить на осветлитель. Регулятор співвідношення подачі регенерируемой води в осветлитель підтримує потрібне співвідношення витрат, впливаючи на подачу регенераційної води в осветлитель.

Рис.. Структурна схема регулювання витрати регенерируемой води до осветлителю.

D1 - витрата регенерируемой води в освітлювач; D2 - витрата вихідної води в освітлювач; Р - регулятор витрати; 3д - задатчик; ЇМ - виконавчий механізм; РО - регулювальний орган.

Подача реагентів у вихідну воду виробляється насосами-дозаторами. Теоретично дозування реагентів варто регулювати по імпульсі, що відбиває якість оброблюваної води. Однак надійні дешевій і прості в експлуатації прилади промисловість у цей час не випускає. Тому дозування реагентів виконується насосом-дозатором пропорційно витраті оброблюваної води.

Рис.. Структурна схема регулювання дозування реагенту по витраті вихідної води.

Dв - витрата вихідної води; РТ -регулятор; 3д - задатчик; РП - проміжне реле; МП - магнітний пускач; Э - електродвигун насоса-дозатора.

В осветлитель подаються вапняне молоко (для зниження твердості води й створення кристалічних опадів), коагулянт і поліакриламід (для процесу видалення з води грубодисперсных і колоїдних домішок). Кількість подаваного вапняного молока залежить від якості оброблюваної води, а коагулянту й поліакриламіду - від кількості води.

Тому передбачаються роздільні регулятори для дозування зазначених реагентів.

У схемах водоподготовки застосовуються Н- і Nа-катіонітові фільтри. Фільтри діаметром більше 3 м поставляються комплектно з мембранними клапанами, що дозволяють автоматизувати процес відновлення фільтрів.