24.2. Регулирование насосов. Системы регулирования процессов в компрессорах. Предотвращение помпажа.

Существует много методов регулирования производительности насосов или компрессоров. Применяют дросселирование потока клапаном, установленным на нагнетательной линии центробежного насоса. Если небольшого расхода жидкости в течение длительного времени с экономической точки зрения не может быть выгоден; не может быть применен также, когда жидкость нагнетается насосами поршневого типа.

Схема регулирования расхода жидкости шестеренчатым и лопастным насосами

К насосам поршневого типа относятся также насосы, перемещающие жидкость вращающимися шестернями или лопастями. Преимущества: непрерывная подача жидкости, а недостатком – большой шум.

Изменение скорости вращения рабочего колеса насоса подобно изменению степени открытия клапан с пропорциональной характеристикой, установленной на нагнетательной линии.

Гидравлическая мощность изменяется пропорционально скорости вращения рабочего колеса насоса в третьей ступени. Даже небольшое изменение этой скорости приводит к значительному изменению гидравлической мощности насоса.

то для поддержания стационарных усл-й работы компрессора необ-мо часть газа из нагнетательной линии перепускать по байпасу в линию всасывания.

Система рег-я обес-щая min приток газа, соот. текущим зна-ям дав-я на линиях всасывания и нагнетания, пред на рис.

Рис. IX-15. Схема рег-я компрессора, обеспечивающая защиту его от пампожа путем открытия клапана на байпасе при уменьшении расхода газа: 1- электродвигатель, 2- компрессор.

Вых. сигнал датчика перепада дав-я, измеряющего разность Рd-Ps умножается на пост. Коэф-т К и направляется как задание рег-ра расхода. До тех пор, пока текущее зн-е расхода превышает его min, клапан на байпасной линии будет закрыт. При приближении к кривой, ограничивающей область помпажа, рег-р расхода начнет открывать проходное сечение клапана, установленного на байпасной линии, что вызовет увеличение производительности компрессора, снижение дав-я в нагнетательной линии и одновременно повышение давления во всасывающей линии, благодаря этому предупреждается помпаж.

25.2. Регулирование расхода воздуха на сжигание. Регулирование систем загрязнения и очистки от твердых частиц.

Рис. IX-8 Система автоматического регулирования процесса сгорания топлива.

подаваемого к горелкам и сжигаемого топлива. Внутри нагревателя расположены трубы общей длиной несколько сотен метров, поэтому время нагревателя обычно достигает нескольких минут и изменяется с изменением расхода подогреваемого продукта.

Для обеспечения четкого регулирования при внезапных изменениях нагрузки достаточно эффективны системы регулирования по возмущению.

26.2. Обеспечение без-ти упр-я.

Если в горячей топочной камере накопиться взрывоопасная смесь топлива с воздухом, возможны тяжелые повреждения, поэтому вводят систему блокировки. Прежде чем подавать топливо, нужно продувать топку воздухом, чтобы исключить возможность сохранения взрывоопасной конц-и топлива. Затем надо зажечь пусковой факел и проверить зажигание с помощью сигнализатора пламени. После этого омжно открывать кран подачи основного топлива.

Т.о., топка д. б. защищена от поступления избыт. кол-ва топлива в случае повреждения системы рег-я или оборудования. Эта защита обеспечивается парой переключателей:

Е сли расход воздуха не соответствует увеличившемуся кол-ву требуемого тепла, селектор нижнего уровня установит новый расход тепла, равный расходу воздуха. Если расход воздуха не соответствует уменьшившемуся кол-ву требуемого тепла, селектор верхнего уровня установит новый расход тотлива.

Рег-е дав-я и расхода в топке: Между расходом воздуха и давления в топке сущ. взаимодействие.

2 заслонки в воздушной с-ме имеют одинаковые размеры, и перепад давления на заслонках одинаковый. В этом случае существующее взаимодействие нельзя устранить изменением хар-к контура рег-я. Вместо этого рекомендуется схема развязки:

Р ис: рег-е расхода воздуха и дав-я в топке. В такой с-ме длая рег-я расхода воздуха приводятся в действие обе заслонки. Если хар-ки заслонок подобраны правильно и они согласованы, то одновременное и одинаковое движение заслонок не окажет влияние на результирующее давл-е в топке. Но рег-р давл-я в топке может воздействовать на нижнюю заслонку, чтобы ввести поправку на любое отклонение, кот. может возникнуть из-за рассогласования. Можно так подобрать положение точки измерения давл-я, что оно будет быстрее возд-ть на нижнюю заслонку, чем на верхнюю. Тогда для рассогласования дин. возд-я обеих заслонок на давл-е нужно ввести дин. задержку сигнала, передаваемого от 1-ой заслонки ко 2-й.

Развязывающая схема, препятствуящая изменению расхода воздуха рег-ром давл-я в торке. Если рассмотренная развязка действует эффективно, то требуется очень небольшое корректирующее возд-е рег-ра давл-я, и взаимодействие 2-х контуров будет незначительным. Также рег-р давл-я должен реагировать на все изменения нагрузки, тогда как для рег-ра давления развязывающая схема устраняет это требование

27.2. Рег-е Пр-са горения газообразных топлив.

Вых. пр-са горения – тепло. Следовательно важным моментом в осущ-и контроля – упр-е расходом топлива.

Наиб. употребительным газообр. топливом явл. природн. газ, содержащий 75-95% метана.

Теплотворную спос-ть, или теплоту сгорания какого-либо топлива, в продуктах сгорания которого содержится вода, можно выразить 2-мя способами. Высшая теплотворная спос-ть получ-ся в предположении, что вода в конечном счете сконденсировалась (отдала свою теплоту парообразования). Низшая теплотворная спос-ть соответствует предположению, что вода покидает процесс в паровой фазе. Но температура продуктов сгорания одинакова и соответствует температуре реагентов.

Если теплотворная спос-ть газа контролируется поставщиком, то измерение массового расхода является измерением теплового потока. Обычно для измерения расхода прир. газа исп-т мерные диафрагмы. Расход греющего газа обычно измеряют в один. Объемах, а не массы.

Для газа с давл-ем ниже 196 кПа нужно учитывать влияние измерения барометрического давл-я, исп-я датчик абсолютного дав-я. При более выс. давл-ях можно пользоваться датчиком, показывающим превышение измеряемого давления над давл-ем стандартной атмосферы.

Для определения теплотворной спос-ти смесей горючих газов сущ. калориметрические бомбы. Этот прибор представляет собой фактически измерительный нагреватель, в кот. окисляется топливо и измеряется выделение энергии. Поэтому его теплоемкость ограничена, как и любой работающей топки, и в нем нельзя определить быстрее изм-е теплотворной спос-ти во времени, кот. соответствовали бы воспламенению топлива в топке. Приборы для определения теплопроводности и плотности неточны и применимы к бинарным смесям. Для исследования горючих газов можно исп-ть спец. анализаторы.

К огда давл-е горючего газа изм-ся, перед клапаном, регулирующий расход, уст-т рег-р давл-я, а между ними расходомер: рис.( взаимодействие между контурами рег-я дав-я и расхода усиливается с ростом относительного перепада полного давления на клапане рег-я давл-я ). Так оба клапана воздействуют на расход и дав-е. Можно ожидать, что между 2-мя контурами рег-я возникает взаимодействие. Исслед-е этого процесса показывает, что взаимодействие возрастает пропорционально относительно перепада полного дав-я на рег-ре дав-я.

Если перепад на клапане дав-я больше, чем на клапане расхода, то первый рег-р сильнее воздействует на расход, чем на дав-е. В рез-те каждый из контуров вносит возмущение в работу другого контура, и рег-ры теряют спос-ть к эффективному вып-ю своих функций. Чтобы изображенные на рис. Контура работали эффективно, перепад дав-я на первом клапане должен быть иеньше, чем на втором., и в этом случае размер проходного сеч-я клапана, рег-щего дав-е, должен быть больше, чем клапан, рег-щий расход.

Жидкое топливо. Наиб. употребительным явл. нефтепродукты – от легких дистиллятов до остаточного нефтяного топлива. Эти нефтепродукты мало отл-ся по теплоте сгорания и сод-ю серы, но существенно отл-ся по вязкости. Хороший распыл топлива в форсунке важнее, чем точное измерение расхода. Для полного сгорания нужно, чтобы топливо подавалось при контролируемых дав-и и вязкости. Это очень трудно осуществить для тяжелых остаточных фракций, т.к. их вязкость сильно измен-ся в зав-ти от температуры, состава и от расхода. Легкие дистилляты можно перекачивать при контролируемый дав-и и температуре и обеспечить хорошее сгорание. Но тяжелые остаточный фракции должны непрерывно циркулировать от топки обратно в топливный бак: рис(Результирующий расход сжигаемого нефтяного топлива представляет собой разность между расходом, пост. К форсункам, и расходом, идущим на циркуляцию. )

Е сли циркуляцию прервать, то топливо охладиться и закупорит магистраль. В системе с рециркуляцией рез-щий расход топлива, поступающий в топку, измерить нельзя, его нужно вычислять, вычитая расход на рециркуляцию из расхода топлива, перекачиваемого из бака. Обычно для этого исп-т турбинные расходомеры из-за их высокой точности. Противодав-е в форсунках рег-ся клапаном в линии рециркуляции, а расход для разжигания рег-ся настройкой отверстия форсунки. Если неф. топливо имеет пост. состав, то рег-е температуры – как на рис., обеспечит норм. рег-е вязкости.

Сопла топливных форсунок можно настраивать с пом-ю реверсивного ЭД пост. скорости.

28.2. Смешение – необратимый процесс

При смешении технологических потоков веществ осуществляется передача тепла от одного из них к другому и изменяется качество вещества. Для получения хорошо перемешанной смеси часто применяют механические мешалки.

Смешение потоков с массовыми расходами W1 и W2 и энтальпиями Н1 и Н2 дает результирующий поток с массовым расходом W и энтальпией Н. При смешении происходит изменение температуры посредством теплоотдачи. Суммарный поток и конечная температура смеси регулируются путем изменения потоков W1 и W2.

Если смешиваются различные вещества то происходит изменение качества посредством изменения концентрации. Для регулирования качества можно использовать трехходовой клапан с двумя входными отверстиями. При открытии одного из этих отверстий другое закрывается, и наоборот. Это приводит к тому, что при увеличении, например, поток W2 одновременно уменьшается поток W1 в такой степени, что их сумма все время остается постоянной. При этом доля общего потока прямо пропорциональна положения клапана.