1736

чает импульс по расходу пара и для улучшения работы схемы регулирования – дополнительный импульс по положению выходного звена исполнительного механизма.

Рис. 39. Структурная схема регулирования непрерывной продувки:

Д– датчик расхода пара после котлоагрегата; РП – регулятор непрерывной продувки; ИМ – исполнительный механизм; РО – регулирующий орган

Автоматическое регулирование водогрейных котлов

В настоящее время в малой энергетике широко применяется следующие типы водогрейных котлов: КВ-ГМ и ПТВМ-30 для сжигания газа и мазута, ТВГ – для сжигания газа и КВ-ТС для слоевого сжигания твердого топлива.

Регулятор нагрузки котла получает импульс по температуре воды за котлом и воздействует на изменение подачи топлива к котлу (рис. 40).

Для котлов КВ-ТС исполнительный механизм регулятора нагрузки воздействует на плунжер пневмозабрасывателя.

51

Рис. 40. Структурная схема регулирования водогрейных котлов:

Д – датчик температуры воды за котлоагрегатом; РН – регулятор нагрузки; З – задатчик; ИМ – исполнительный механизм; РО – регулирующий орган

Автоматическое регулирование вспомогательного оборудования котельных установок

По действующим правилам автоматически требуется регулировать следующие параметры:

-давление пара за редукционными (РУ) и редукционно-охладительными (РОУ) установками;

-температуру пара за РОУ;

-давление в деаэраторе атмосферного типа (разряжение в вакуумном деаэраторе);

-уровень воды в баке-аккумуляторе деаэратора;

-давление жидкого топлива в общем напорном трубопроводе.

Вотопительных котельных дополнительно регулируется:

-температура воды в теплосети;

-давление в обратном коллекторе теплосети (подпитка);

-температура воды в сети горячего водоснабжения (для систем с закрытым водоразбором);

-давление в циркуляционном контуре сети горячего водоснабжения;

-постоянный расход воды к котлам.

При выработке котлом перегретого пара для понижения его давления и температуры применяется РОУ. Регулятор давления работает так же,

52

как и в РУ. Регулирование температуры осуществляется впрыском воды

(рис. 41).

Для улучшения качества регулирования следует одновременно изменять и давление, и температуру перегретого пара. С этой целью от регулятора давления к регулятору температуры предусмотрена динамическая связь.

Рис. 41. Структурная схема автоматического регулирования редукционно-охладительной установки:

Д1 – датчик температуры пара после РОУ; Д – датчик давления пара после РОУ; РД – регулятор давления; РТ – регулятор температуры; ДС – динамическая связь; З – задатчик; ИМ – исполнительный механизм; РО – регулирующий орган

В котельных с паровыми котлами термическая деаэрация (удаление из воды растворенных в ней газов) производится в деаэраторах атмосферного типа. Виновниками коррозии трубных систем котла и вспомогательного оборудования являются в первую очередь растворенные в ней кислород, а также углекислый газ. Растворенность газа в воде зависит от температуры. При повышении температуры она уменьшается, а в кипящей воде близка к нулю. Для нагрева воды до 104 °С в деаэратор подается пар, расход которого регулируется для деаэраторов с барботажным устройством по давлению в паровом пространстве бака-аккумулятора. Для деаэраторов одного давления, работающих параллельно, следует принять один регулятор давления пара и один регулятор уровня воды в баках на группу деаэраторов (рис. 42).

53

Рис. 42. Структурная схема регулирования уровня воды в деаэраторе:

Д– датчик уровня воды в деаэраторе; РУ – регулятор уровня;

З– задатчик; ИМ – исполнительный механизм; РО – регулирующий орган

Автоматическое регулирование водоподготовки

Повышенные требования к качеству воды, поступающей для питания паровых котлов или подпитки теплосети, вызывают усложнения цикла водоподготовки, особенно в тех случаях, когда источником водоснабжения являются поверхностные источники.

Наряду с регулированием таких процессов, как подогрев исходной воды или поддержание постоянного уровня в баках декарбонизированной воды, возникают задачи, связанные с автоматизацией работы осветлителей и программным управлением процессов восстановления фильтров (механических, H- или Naкатионитовых).

Автоматизация осветлителя включает регулирование нагрузки осветлителя; поддержание постоянной температуры воды к осветлителю; поддержание определенного соотношения между количеством воды поступающей на осветление, и количеством регенерируемой воды (вода возвращается в осветлитель после промывки механических фильтров); дозирование растворов реагентов (рис. 43).

Регулирование производительности осветлителя осуществляется по уровню в баке осветленной воды. Регулятор воздействует на подачу воды к осветлителю. Уровень в баке зависит от производительности водоподготовки и расходов ее на собственные нужды (например, отмывка фильтров).

Регулирование температуры воды, подаваемой к осветлителю, должно осуществляться с точностью ±1۫С. Отклонение свыше одного градуса ведет к нарушению процесса кристаллизации в осветлителе (рис. 44). Регулятор получает импульс от температуры воды за подогревателем и воз-

54

действует на подачу теплоносителя к подогревателю или группе подогревателей.

Рис. 43. Структурная схема регулирования уровня в баке осветлённой воды Д1 – датчик уровня воды в осветлителе; Д2 – датчик расхода исходной воды к ос-

ветлителю; РТ – регулятор производительности; З – задатчик; ИМ – исполнительный механизм; РО – регулирующий орган

Рис. 44. Структурная схема автоматического регулирования температуры воды, подаваемой к осветлителю:

Д1 – датчик температуры воды за подогревателем; Д – датчик расхода воды к осветлителю; РТ – регулятор температуры; З – задатчик; ИМ – исполнительный

механизм; РО – регулирующий орган

55

При резкопеременных нагрузках следует вводить дополнительный импульс по скорости изменения расхода воды через подогреватель и устанавливать регуляторы на каждый подогреватель (рис. 44).

Кроме исходной воды в осветлитель поступает вода, собираемая после отмывки механических фильтров. Как правило, фильтры отмываются осветленной водой, в которую после отмывки попадают взвешенные частицы, способствующие процессу образования шлама в осветлителях. Чтобы не нарушать процесс шламообразования в осветлителе, расход регенерируемой воды должен составлять 10-12 % расхода исходной воды, поступающей в осветлитель. Регулятор соотношения подачи регенерируемой воды в осветлитель поддерживает нужное соотношение расходов, воздействуя на подачу регенерируемой воды в осветлитель (рис. 45, 46).

Рис. 45. Структурная схема регулирования регенерируемой воды в осветлитель: Д1 – датчик расхода регенерируемой воды в осветлителе; Д2 – датчик расхода исходной воды к осветлителю; РР – регулятор расхода; З – задатчик;

ИМ – исполнительный механизм; РО – регулирующий орган

Подача реагентов в исходную воду производится насосом-дозатором. Теоретически дозировку реагентов следует регулировать по импульсу, отражающему качество обрабатываемой воды. Однако надежные, дешевые и простые в эксплуатации приборы промышленность в настоящее время не выпускает. Поэтому дозировка реагентов выполняется насосом-дозатором пропорционально расходу обрабатываемой воды. Электродвигатель насо-

56

са-дозатора работает в импульсном режиме. Включение и выключение электродвигателя осуществляется импульсатором.

Рис. 46. Структурная схема регулирования подачи реагента в осветлитель

Д– датчик расхода исходной воды в осветлитель; РР – регулятор расхода;

З– задатчик; РП – промежуточное реле; МП – магнитный пускатель;

Э– электродвигатель

Автоматика безопасности котлов

Автоматика безопасности предусматривает осуществление следующих процессов:

а) контроль правильного выполнения предпусковых операций: включение тягодутьевых устройств, заполнение котлов водой и т.д.;

б) контроль нормального состояния основных параметров (при пуске и работе котла);

в) дистанционный розжиг запальника со щита управления; г) автоматическое прекращение подачи газа к запальникам после

кратковременной совместной работы запальника и основной горелки (для проверки горения факела основной горелки);

д) автоматическоепрекращениеподачи топлива ваварийных режимах. Прекращение подачи газообразного и жидкого топлива предусматривается при повышении давления пара в барабане котла, понижении давления воздуха ( в смесительных горелках), повышении и понижении давления газа, уменьшении разряжения в топке, повышении или понижении уровня воды в барабане, погасании факела в топке, при неисправности са-

57

мой аппаратуры автоматики безопасности, а в котлах со слоевым сжиганием твердого топлива – отключение тягодутьевых устройств.

Сигнализация котлоагрегата и вспомогательного оборудования предусматривается при прекращении подачи топлива, повышении давления пара и колебаниях уровня воды в барабане, повышении температуры воды за водогрейным котлом, колебаниях температуры мазута, давлении газа, понижении давления питательной воды и для контроля состояния электродвигателей, управляемых со щита автоматизации. Сигнализация котлоаг-

регата подразделяется на технологическую и аварийную, звуковую и световую.

3.3. Автоматизация управления и контроля водоподогревательных установок и тепловых сетей

Задачи и принципы автоматизации систем теплоснабжения

Автоматизация водяных систем теплоснабжения способствует поддержанию заданных гидравлических и тепловых режимов в различных их точках. Основную роль в решении этих задач играют устройства автоматического регулированияи автоматической защиты.

Известно, что центральный метод регулирования на ТЭЦ или в котельной не может обеспечить заданные гидравлические и тепловые режимы у многочисленных и разнородных потребителей теплоты, поэтому применяют несколько степеней регулирования. Дополнительно к центральному вводится групповое регулирование на центральных тепловых пунктах (ЦТП), местное общее или позонное в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП), а также индивидуальноерегулирование непосредственно наместе.

В тепловых сетях значительной протяженности с неблагоприятным рельефом местности устанавливают насосные станции, которые являются дополнительнымобъектом(степенью) регулирования и защиты.

Схемами автоматизациипредусматривается:

1)управление подпиточными насосами и регулирование давления воды вобратномтрубопроводестанции или на перемычке;

2)регулирование давления и уровня воды в теплофикационных деаэраторах;

3)регулирование теплопроизводительности сетевых подогревателей и их автоматическая защита;

4)автоматическое включение резервных сетевых насосов и защита от повышения давления сетевойводы.

Автоматизация подпиточных устройств

Подпиточные устройства поддерживают постоянное (или изменяющееся по определенному закону) давление воды во всасывающем коллек-

58

торе сетевых насосов. Для закрытых тепловых сетей с небольшими потерями давления сетевой воды в магистралях и с благоприятным рельефом местности давления в точках подпитки при всех режимах (в том числе при остановленных сетевых насосах) поддерживается постоянным. Это достигается изменением подачи подпиточной воды (стока) из тепловой сети. Утечки воды в закрытой тепловой сети изменяются во времени и носят случайный характер. При аварийных ситуациях утечка воды значительно возрастает; в этом случае применяются резервные подпиточные насосы, которые включаются автоматически.

В открытых тепловых сетях расход подпиточной воды определяется переменным водоразбором на горячее водоснабжение.

Схема автоматизации подпиточных устройств (рис.47) предусматривает поддержание постоянного давления в обратном коллекторе тепловой сети на станции перед сетевыми насосами регулятором подпитки (типа «после себя»). Обычно используют П- или ПИ-регуляторы. Если статическое давление воды при остановленных сетевых насосах превышает давление в обратном коллекторе при работе насосов, то перестройка осуществляется вручную или автоматически, путем применения специальных схем перестройки. Подпиточные насосы снабжены автоматическим включением резерва (АВР).

Рис. 47. Функциональная схема автоматической подпитки тепловой сети

59

Автоматизация теплофикационных деаэраторов

При установке на станции на линии подпиточной воды вакуумного деаэратора осуществляется автоматическое регулирование уровня воды в деаэраторном баке. В установившемся режиме среднее значение уровня должно быть постоянным, а в переходных допускается колебание 200мм.

В атмосферном деаэраторе дополнительно предусматривается регулирование давления в колонке, что достигается изменением подачи пара в колонку деаэратора. Для регулирования уровня и давления применяются ПИ-регуляторы (рис. 48).

Рис. 48. Функциональная схема автоматизации Теплофикационных деаэраторов

Автоматизация сетевых подогревателей

При автоматизации сетевых подогревателей (рис. 49, 50)одной из основных задач является регулирование температуры сетевой воды на выходе из подогревателей. Наиболее часто применяется центральное регулирование по отопительному графику с температурой воды в подающем трубопроводе 60-150 °С. Минимальная температура 60 °С обусловливается соблюдением гигиенических требований, предъявляемых к системам горячего водоснабжения.

При двухступенчатой последовательной схеме присоединения абонентских вводов возможно регулирование температуры сетевой воды по повышенному температурному графику (суммарной нагрузке). По метео-

60