13.1 Регулирование процессов горения и питания прямоточных котлов.

На отечественных прямоточных котлах применяют два варианта принципиальных схем регулирования питания и топлива.

В первом варианте на регулятор топлива возлагается функция поддержания заданной нагрузки котла, а на регулятор питания – функция приведения расхода питательной воды в соответствие с тепловой нагрузкой.

Схема регулирования реализована по принципу регулирования тепло-вода (рис 13.1.а).

Задающим сигналом регулятору топлива является сигнал по давлению пара (Р_о) при выходе из котла или от задатчика ручного управления (Зд).

В качестве величины, характеризующей тепловую нагрузку котла, используются:

а) сигнал по расходу пара в промежуточном сечении пароводяного тракта (переходной зоне) до первого впрыска - «видимый» расход пара D^вид_пр, который отличается от действительногоD^о_приз-за отклонения плотности параρ_npв месте установки сужающего устройства (диафрагмы) от принятого для его расчета значения (ρ^о_пр).

­­­_______

D^вид_пр = D^о_пр √ ρ^о_пр / ρ_пр

Рис. 13.1 Структурные схемы регулирования топлива и питания прямоточного котла.

б) сигнал по скорости изменения давления пара в переходной зоне dP_пз/dt. Этот сигнал компенсирует отклонение расхода пара, связанного с изменением аккумулированной теплоты при внешних изменениях нагрузки.

Кроме того, в этой схеме используется сигнал к регулятору топлива по давлению пара в промежуточной точке за диафрагмой (Р_пр) для компенсации влияния отклонения этого давления от расчетного значения на видимый расход пара. Для устранения влияния впрысков на расход питательной воды и повышения устойчивости АСР к регулятору питательной воды подается сигнал по скорости изменения температуры пара в средней радиационной части после сужающего устройства.

Применение схемы регулирования «топливо-вода» целесообразно при нестабильной работе пылеподающих устройств, недостаточном диапазоне регулирования топлива и других условиях, когда регулятор топлива не может обеспечить поддержания заданной тепловой нагрузки с такой точностью, чтобы без участия регулятора питания температура пара не выходила за допустимые пределы.

Во втором варианте схема регулирования организована по принципу «вода-тепло» (рис. 13.1,б). При этом регулятор питания поддерживает заданную нагрузку котла, а регулятор топлива приводит тепловую нагрузку в соответствие с расходом питательной воды.

К числу преимуществ второго варианта относят отсутствие связи регулятора питания через объект регулирования с регуляторами топлива и впрысков, что упрощает наладку и эксплуатацию системы регулирования, обеспечивает более точное поддержание температуры пара по пароводяному тракту в процессе изменения нагрузки котла и более точное поддержание нагрузки при топочных возмущениях.

Схемы регулирования воздуха и тяги аналогичны схемам для барабанных котлов.

13.2 Регулирование температуры пара прямоточных котлов.

Особенности прямоточного котельного агрегата как объекта регулирования температуры:

- на изменении температуры перегретого пара прямоточных котлоагрегатов резко сказываются любые возмущающие воздействия;

- недопустимо смещение границ фазового перехода испарительной и перегревательной зон при изменении режима работы котлоагрегата.

Регуляторы промежуточных впрысков на прямоточных котлах выполняют функции поддержания температуры и влажности пара в переходной зоне, а для котлов с сепарацией пара – влажности пара перед сепаратором. В схемах этих регуляторов широко применяются опережающие скоростные импульсы.

Так, регулятор первого по ходу пара и воды впрыска (рис 13.2,а) помимо основного сигнала по температуре пара за первым пакетом переходной зоны Ө”nз, воспринимает скоростной сигнал по влажности пара в начале пакета. Для регулятора второго впрыска (рис 13.2,б) на котлах с промывочно-сепарационной схемой основным сигналом служит уровень в мерительном сосуде сепаратораH_сеп, характеризующий расход отсепарированной влаги, а опережающим – сигнал по скорости изменения влажности в начале переходной зоны. Регулятор выходного впрыска (рис 13.2,в) действует по температуре пара за котломӨ″nи скорости изменения температуры за впрыском.

Рис. 13.2 Структурная схемы регулирования температуры пара.

Современные схемы регулирования отечественных прямоточных котлов дают возможность котлам работать в резко переменном режиме.