4.3.3. Многоимпульсные регуляторы уровня воды

Многоимпульсные регуляторы выполняются в виде двух- или трехимпульсных.

В качестве примера рассмотрим двухимпульсный гидравлический регулятор уровня непрямого действия с жесткой обратной связью (рис. 47), нашедший широкое распространение на судах отечественной постройки. В корпусе измерителя 4 размещены две мембраны, разделяющие полость корпуса на три части. Полость между мембранами сообщается с нижней частью барабана котла, нижняя полость — с конденсационным сосудом 3, который располагается над барабаном котла. Конденсационный сосуд сообщен трубой с паровой частью барабана котла, а благодаря наличию внутри него сливной воронки в нем поддерживается всегда постоянный уровень. Верхняя полость измерителя сообщена с паровым трактом котла. При нормальном уровне воды и установившемся расходе пара мембранное устройство находится в равновесном состоянии.

Рис. 47. Схема двухимпульсного регулятора уровня воды

При изменении расхода пара изменяется разность давлений между барабаном котла и паропроводом перегретого пара. В результате этого еще до изменения уровня воды в барабане котла равновесное состояние мембранного устройства нарушится, мембранное устройство переместится и через систему валиков и рычагов переместит струйную трубку усилительного устройства 2, в результате чего давление в одной из полостей сервомотора 1 повысится, а в противоположной — понизится. Поршень сервомотора переместится и передвинет регулирующий орган соответственно в сторону увеличения или уменьшения подачи питательной воды. При перемещении регулирующего органа струйная трубка усилителя, связанная с регулирующим органом рычагами и тягами жесткой обратной связи, возвратится в исходное положение.

Если в рассмотренной схеме убрать верхнюю мембрану, на которую воздействует давление пара, и заменить жесткую обратную связь изодромной, получим рассмотренную ранее схему одноимпульсного изодромного регулятора типа «Аскания», изображенную на рис. 46.

В американской практике находят применение и более сложные, трехимпульсные САР уровня. Так, трехимпульсный регулятор «Копес» измеряет и взаимно согласовывает три величины: уровень воды в барабане (основной импульс), расход пара и количество воды, поступающей в котел.

Указанные трехимпульсные регуляторы не нашли широкого распространения в связи с тем, что применение сложных многоимпульсных САР на морских судах не является технически оправданным.

Из сопоставления рассмотренных способов регулирования можно сделать следующие выводы.

Существующие средства автоматического регулирования уровня позволяют получить статическую, астатическую и гиперстатическую зависимость уровня воды в барабане котла от нагрузки при установившемся режиме, т.е. обеспечить соответственно некоторое снижение уровня с увеличением нагрузки котла, сохранение его неизменным при всех нагрузках либо повышение его при увеличении нагрузки (рис. 48).

При использовании простейших одноимпульсных регуляторов регулирование осуществляется с ошибкой, поэтому одноимпульсные регуляторы можно применять на котлах с относительно большим водосодержанием (порядка 30—50% от часовой паропроизводительности).

Рис. 48. Зависимости уровня воды в барабане котла

от нагрузки при установившемся режиме:

1 — астатический регулятор; 2 — статический;

3 — гиперстатический

Регулирование без ошибки может быть осуществлено при установке одноимпульсного изодромного регулятора либо двухимпульсного регулятора, у которого в качестве второго импульса используется нагрузка котла.