10-2. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

Горения

а) Регулирование давления пара в котлах, работающих на общий паропровод

При объединении котлоагрегатов общим паропрово­дом давление в нем зависит от работы каждого котло-алрегата.

Основная причина колебаний давления в паропро­воде состоит в изменении нагрузки потребителями пара. Давление колеблется также из-за нестабильной работы топки, неравномерной подачи угольной пыли питателями (в случае пылеугольных топок). Менее сильно влияют колебания подачи .воздуха в толку и питателычой воды в котел. Схема регулирования давления пара должна изменять нагрузку каждого автоматизированного котла в соответствии с суммарной нагрузкой котельной. Отно­сительное распределение нагрузок должно устанавли­ваться с помощью задатчиков регулятора. Целесообраз­но поддерживать постоянное давление пара перед тур­бинами, так как при этом расход пара на выработку единицы электроэнергии уменьшается. Существуют раз­личные схемы регулирования давления пара в магистра­лях перед турбинами.

Схема с главным регулятором (рис. 10-2) наиболее проста и находит широкое применение в прак­тике.

Главный регулятор воспринимает импульс по давле­нию s магистрали и подает командный сигнал на регу­ляторы топлива и воздуха автоматизированных котлов. Регуляторы топлива и воздуха изменяют нагрузку котла соответственно с полученным от главного регулятора им­пульсом. Доля участия каждого котла в общей выработке пара устанавливается .вручную с Помощью специаль­ного настроечного приспособления. В этой схеме существует однозначная связь между положениями ор­ганов, регулирующих подачу топлива для всех котлов, что обеспечивает (принудительное распределение нагруз­ки между ними. Главный регулятор снабжается жесткой или упругой обратной связью, обычно выполняемой по положению регулирующего органа, создающего команд­ный импульс.

Рис. 10-2. Схема регулирования давле­ния с главным регулятором.

ГР— главный регулятор; РТ— регулятор топ­лива; ИН—настройка нагрузки; СМ — серво­мотор.

При жесткой обратной связи давление пара в маги­страли будет поддерживаться с неравномерностью: боль­шей нагрузке соответствует меньшее давление.

При наличии упругой обратной связи давление пара в . магистрали будет поддерживаться постоянным неза­висимо от нагрузки.

Основным недостатком схемы с главным регулятором является отсутствие средств стабилизации нагрузки каждого котла. Вследствие этого случайные колебания в подаче топлива в топку одного из котлов приводят к самопроизвольному перераспределению нагрузок меж­ду работающими котлами. В практике можно наблюдать случаи, когда котлы начинают работать в переменном режиме при базовой нагрузке станции. Это понижает экономичность .котлов. Поэтому для котельных, сжигаю-

205

щих низкосортные топлива переменной калорийности, применять схему с главным регулятором нерационально. Выход из строя главного регулятора делает невозмож­ной нормальную эксплуатацию всей схемы автоматиче­ского регулирования котлов.

С хема с индивидуальными регулято­рами давления (рис. 10-3). Индивидуальные регу­ляторы давления измеряют давление в барабанах и воздействуют на подачу топлива .и воздуха в топки со­ответствующих котлов. Принудительное распределение

РТ — регулятор топлива; СМ — сервомотор.

нагрузок между котлами достигается за счет использо­вания закономерности между перепадом давлений в ба­рабане котла и в магистрали.

Индивидуальные регуляторы давления (топлива) часто настраивают на поддержание постоянного давле­ния в барабане р_б = const. В этом случае давление в магистрали перед турбинами р будет изменяться в зависимости от нагрузки: чем больше нагрузка, тем больше разность р_б — р_т и меньше (при р₆ — const) давление перед турбиной р_т. Для поддержания посто­янного давления в магистрали перед турбинами нужно было бы, чтобы регуляторы давления поддерживали давление в барабане повышающимся с увеличением нагрузки.

Поддерживая заданное давление в барабане или перед турбиной, регулятор удерживает перепад давлений на пароперегревателе, соответствующий определенной нагрузке.

При этой схеме внутренние возмущения в топке котла вызывают относительно быстрое изменение давле­ния в барабане и лишь незначительное отклонение от нормы давления в мапистрали и барабанах соседних котлов. Поэтому возмущение устраняется регулятором давления данного котла, а регуляторы соседних котлов в работу не вступают. Таким образом, при индивидуаль­ных регуляторах давления случайные перераспределения нагрузки между котлами уменьшаются и заданное рас­пределение нагрузки между 'котлами в установившемся режиме сохраняется. При выходе из строя регулятора давления одного из котлов остальные регуляторы давле­ния останутся в работе, что повышает надежность экс­плуатации. Основной недостаток схемы с индивидуаль­ными регуляторами заключается в наличии и неравно­мерности поддержания давления перед турбинами р_т (при р₆ = const). В случае изменений нагрузки в преде­лах регулируемого диапазона величина неравномерности равна изменению перепада давления на пароперегрева­теле и паропроводе. Схему с индивидуальными регуля­торами давления пара целесообразно применять на станциях с базовой нагрузкой. Неравномерность может быть устранена ручной корректировкой.

.Схема регулирования давления с кор­ректирующим регулятором. Неравномерность, присущая схеме с индивидуальными регуляторами дав­ления, может 1быть автоматически 'устранена с помощью так называемого корректирующего регулятора давления пара в магистрали (рис. 10-4). Этот регулятор вводит необходимые поправки (коррекцию) в задание индиви­дуальных регуляторов давления.

Обычно применяются изодромные корректирующие регуляторы. В схеме с корректирующим регулятором нагрузка распределяется между котлами с помощью за-датчиков индивидуальных регуляторов. Схема с коррек­тирующим регулятором обеспечивает стабильное распре­деление нагрузки между котлами при всех видах возмущений с сохранением постоянного давления пара в паровой магистрали.

Для пылеугольных котлов разработаны и другие схе­мы регулирования давления. Например, в одной из схем

с корректирующим регулятором импульс по давлению в барабане заменен .импульсом по паропроизводитель-ности котла. Такая схема имеет лучшие динамические показатели при внешних возмущениях, так как расход пара является дифференциальной функцией от давления в барабане.

Динамические свойства регулятора топлива могут быть улучшены еще больше вводом дополнительного воз­действия по скорости изменения давления пара в бара­бане котла (схема тепло — топливо; рис. 10-9).

б) Особенности регулирования давления в котлах, работающих в блоке с турбиной

В одном из вариантов схемы регулирования процес­са горения в котлах, работающих в блоке с турбиной, Всесоюзный теплотехнический институт предлагает при­менить, кроме регулятора давления пара за котлом, дополнительный «стерегущий» регулятор давления.

«Стерегущий» регулятор работает по давлению пара перед турбиной, воздействуя на ее нагрузку с помощью синхронизатора. Этот регулятор снабжен устройством жесткой обратной связи по положению клапана, регули­рующего подачу пара к турбине. При небольших и мед-

ленно протекающих изменениях нагрузки давление пара перед турбиной поддерживается котлами без участия « ст ере г у ще г о » ре гул я тор а.

При возникновении значительного и быстрого увели­чения расхода пара или уменьшения тепловой нагрузки топки давление пара уменьшается до предела настройки «стерегущего» регулятора, который будет уменьшать на­грузку турбины, поддерживая установленное минималь­ное давление пара. При восстановлении нормального давления «стерегущий» регулятор автоматически выклю­чается из работы.