книги из ГПНТБ / Толшин В.И. Основы автоматики и автоматизации энергетических установок учебник

минуя водоводяпой холодильник, поступает на водомасляный холо­ дильник.

Система автоматического управления включает следующие датчики:

— реле температуры (РТ) типа КР-2, контролирующие темпе­ ратуру воды на выходе из дизеля для: защиты ДГ с воздействием на рабочее стоп-устройство (РСУ при перегреве воды (до 105°С), разрешения иа остановку дизель-генератора (80°С), отключения электронагревателей (при 55° С) и их включения (при 45° С) при нахождении агрегата в режиме «горячего резерва», запуска ди­ зеля на самопрогрев (при 38° С) и разрешения на прием нагрузки

впроцессе пуска;

—реле температуры масла на выходе из дизеля для защиты ДГ с воздействием на РСУ при перегреве масла (при 105°С);

—реле температуры в масляном баке ДГ для разрешения на прием нагрузки в процессе пуска;

—реле давления масла (РД) типа КР-2 в главной масляной магистрали для защиты дизеля от понижения давления масла (до

1,5 кгс/см2, контроля предпусковой прокачки дизеля маслом (до 1,7 кгс/см2) и отключения соленоида РСУ при окончательной остановке дизеля (0,8 кгс/см2)-,

— реле уровня типа РУС-3 в расширительном баке дизеля для сигнализации о недопустимом понижении урозня воды;

— центробежные реле РСЗ с тремя микропереключателями, которые замыкаются: при 550—560 об/мин для прекращения по­ дачи пускового воздуха и остановки маслопрокачивающего агре­

К исполнительным механизмам относятся соленоиды РСУ для выключения и включения подачи масла к сервопоршню регуля­ тора при остановке дизеля и его пуске; электрогидроклапаиы (ЭГК) ограничения хода подачи топлива при пуске ДГ, электро­ пневмоклапаны (ЭПК.) подачи воздуха в систему пуска дизеля, ЭПК аварийного стоп-устройства и ЭПК пневмопрокачки.

Система управления выполнена на релейно-контактных устройствах.

Технологическая схема управления пуском дизель-генератора из состояния холодного резерва представлена на рис. 10.27.

Пуск ДГ из состояния холодного резерва. Под холодным резер­ вом понимается такое состояние ДГ, при котором температура его воды и масла находится в пределах 14—40°. Пуск ДГ из этого со­ стояния может осуществляться либо автоматически со щита ЩАУ-АС, либо дистанционно, либо с местного пульта управления.

После подачи команды «Пуск» одновременно осуществляются следующие операции:

а) включаются электронагреватели воды и масла (ЭНВиМ); б) отключается лампа «Резерв»;

310

Р и с . 10.27. Т е х н о л о ги ч еск а я с х е м а п у ск а а г р е га т а т и п а А С

(ti = 50ce/c).

При достижении давления масла в магистрали 0,8 'кгс/см2 по

После набора ДГ частоты вращения, равной 600 об/мин, по импульсу от РС1 происходит:

В случае невыхода ДГ за 50 сек на число оборотов, равное 600 об/мин, реле контроля длительности пуска ti подаст сигнал о незавершенном пуске и ДГ будет аварийно остановлен.

Продолжая набирать число оборотов, ДГ выйдет на 750 об/мин и будет работать на этом числе оборотов? ограниченном гидроупо­ ром, до тех пор, пока температура воды tB и масла tu в нем не поднимется до 40° С.

При достижении температуры 40° С по импульсу от РТ проис­ ходит:

Освободившись от влияния гидроупора, рейка топливного на­ соса выходит в положение полной подачи топлива, ДГ набирает 900 об/мин и далее 1020 об/мин. При достижении 900 об/мин по импульсу от РС2 через реле выдержки времени (тз=10сек) включается автомат генератора (АГ). С включением АГ отклю­ чается второе реле контроля длительности пуска Тг и включается лампа «Работа». Если же через 50 сек после отключения гидро­ упора АГ не включается, второе реле контроля длительности пуска подает сигнал о незавершенном пуске и ДГ аварийно останавли­ вается.

Технология пуска ДГ из состояния горячего резерва в общем аналогична технологии пуска из состояния холодного резерва. Однако имеются и некоторые принципиальные различия, а именно:

—электронагреватели'воды и масла при пуске не включаются;

—контроль длительности пуска на всем протяжении его, от на­ чала до момента включения АГ, осуществляется лишь одним пер­ вым реле, которое отключается только при включении АГ или дает

сигнал на аварийную остановку, если за 50 сек от начала пуска не произошло включения АГ;

312

— насос охлаждения второго контура включается по импульсу от РС1 на 600 об/мин-,

— ДГ задерживается гидроупором на 750 об/мин всего 3—5 сек, т. е. то время, которое необходимо для исключения явления за­ броса оборотов. По истечении этого времени ЭПК гидроупора от­ ключается и ДГ продолжает набирать обороты.

§ 10.8. Средства автоматизации дизель-генераторны х установок

Аппаратура и устройства автоматики, устанавливаемые на ди­ зеле или в непосредственной близости от него, в соответствии

спредъявляемыми к ним основными требованиями должны:

—быть компактными, иметь малые веса и габариты, удобномомтироваться на дизеле;

—быть вибро- и ударостойкими;

—выдерживать повышенную температуру и влажность;

— быть надежными и долговечными (не менее, чем дизель)

идр.

Кчислу первичных приборов контактных схем автоматики от­ носятся: температурные реле, реле давления, числа оборотов,, уровня.

Вкачестве температурного реле и реле давления в системах смазки, охлаждения, топлива используются комбинированные ре­ ле КР. Для контроля.числа оборотов применяются реле центро­ бежного типа (тип РС-3). В качестве реле уровня используется реле уровня сильфонного типа РУС-3.

Исполнительными устройствами могут быть электромагнитные исполнительные устройства, электродвигатели, электропневматические устройства пусковых и вспомогательных систем, коммута­ ционные аппараты и др.

Вкачестве рабочего стоп-устройства для выключения топлив­ ного насоса двигателей малой мощности применяют электромаг­ ниты, действующие на рейку топливных насосов. Для двигателей большой мощности в качестве рабочих стоп-устройств используют устройства пневмоэлектрического типа, в которых электрический сигнал усиливается пневматикой.

Аварийным стоп-уст'ройством на малых двигателях служит электромагнит втяжного типа, который, втягиваясь, освобождает пружинный спусковой механизм захлопни всасывающего тракта. На двигателях большей мощности для этой цели применяют элек­ тропневмоклапаны. Эти клапаны служат также для автомати­ ческого разрешения поступления воздуха в систему пуска дизеля, Б клапанах долива для автоматического пополнения расходных баков и клапанов автоматического слива воды из системы охлаж­ дения используют электромагниты. Конструкции перечисленных

315

Автоматическая синхронизация по способу точной синхрониза­ ции осуществляется с помощью специальных устройств. Эти устройства выполняют операции: а) подгонки частоты напряже­ ния генератора (ДГ) к 'частоте напряжения сети (или работаю­ щего ДГ), для этой цели служит устройство подгонки частоты; б) включения выключателя, соединяющего синхронизируемые сети

сетях, для этой цели служит синхронизирующее устройство. На рис. 10.28 представлена упрощенная схема частотного прибора.

Рис. 10.28. Схема частотного прибора

На вторичной обмотке трансформатора Тр частотного прибора образуются напряжения, пропорциональные разности частот подключаемого генератора и сети. Фильтры F настроены таким образом, чтобы не пропускать составляющие напряжения с-частотой 50 гц. Поэтому на входе блока логических элементов N создается напряжение, пропорциональное только разности частот. В зависимости от того, больше или меньше частоты сети часто­ та ДГ, на выходе блока создается сигнал, поступающий на ревер­ сивный электродвигатель затяжки пружины регулятора частоты вращения ДГ. Если частота ДГ меньше, то пружина измерителя затягивается, если больше, то. разжимается. Сигналы, формируе­ мые в блоке N, носят импульсный характер. На рис. 10129 пред­ ставлена схема синхронизирующего устройства, которое обеспечи­ вает включение выключателя, соединяющего синхронизируемые сети. Выключатель управляется контактом М, который в свою очередь включается тогда, когда контакт К контактора К будет замкнут.

Принцип действия устройства состоит в следующем. На выпря­ митель В I подается напряжение со вторичных обмоток трансфор­ маторов Tpi и Тр2, которые соединены встречно. Выходное напря­ жение выпрямителя В\ подается на реле напряжения К\ и ДгПри несовпадении частот сетей / и II на входе В\ создается модулиро­ ванное низкочастотное напряжение — напряжение биения. Макси­ мальной величина этого напряжения будет в том случае, если син­ хронизируемые сети находятся в противофазе, а минимальной — при совпадении фаз.

.314

Реле Кг отрегулировано на 20% пикового значения налряже-

к совпадению фаз, когда происходит снижение напряжения биения, первым отпустит свой якорь реле Кг- В результате этого конден­ сатор С через второй выпрямитель будет заряжаться от источника

М

Рис. 10.29. Схема синхронизирующего устройства

тока ПО в. Затем отпустит свой якорь реле К\ и подключит кон­ тактор К к конденсатору С. Контактор К сработает и замкнет цепь в контакторе М. При небольшой разности частот напряжение бие­ ния имеет низкую частоту и конденсатор С успевает зарядиться до такой степени, чтобы контактор К сработал. При большой раз­ ности частот этого не происходит.

§ 10.9. Особенности комплексной автоматизации ДЭС

Под комплексной автоматизацией ДЭС понимается .совокуп­ ность взаимодействующих между собой систем автоматического регулирования и управления дизель-генераторами, электрической частью станции, а также ее вспомогательным оборудованием и системами, предназначенными для обеспечения работы ДЭС по заданной программе без обслуживания, осмотра и ремонта в те­ чение установленного времени.

Комплексная автоматизация ДЭС предусматривает логические связи между системами автоматики дизель-генераторов и обще­ станционными техническими системами. Так, например, в системе автоматизации предусмотрено автоматическое пополнение рас­ ходных баков топлива и масла из основных емкостей топ­ лива и масла, расположенных в сооружении ДЭС. Однако в ряде случаев помимо емкостей в сооружении имеются хранилища вне

315

Глава 11

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

§ 11.1. Общие сведения об автоматизации котельных. Задачи автоматизации

Автоматизация котельных установок позволяет обеспечить со­ ответствие паропроизводительности котла нагрузке при требуемом давлении и температуре пара; повысить экономичность котельной установки за. счет улучшения процесса сжигания топлива; повы­ сить безопасность обслуживания; обеспечить автоматизацию пуска, остановки и обслуживания котла во время работы; уменьшить численность обслуживающего персонала -и снизить затраты на обслуживание и текущий ремонт.

Система управления котельной установкой в общем случае включает:

—системы автоматического регулирования процесса горения, питания, солесодержаиия, температуры пара (воды);

—системы теплового контроля;

—системы аварийной защиты, сигнализации, автоматического (дистанционного) управления зажиганием, а также системы авто­ матизации вспомогательных нужд.

Рассмотрим подробнее задачи, решаемые этими системами. Пар, вырабатываемый котлами, должен иметь определенное

давление и температуру. В барабане необходимо поддерживать

заданный уровень и солесодержание воды, а в топке — положен­ ный коэффициент избытка воздуха и разрежение. Задача обеспе­ чения заданного режима работы котла решается путем подачи требуемого количества топлива, воздуха, воды, а также отсоса необходимого количества газов. Заданное солесодержание воды поддерживается продувкой котла.

вода, нагрузка — продувка. Для этого схема регулирования долж-

317

иа иметь в своем составе регуляторы: топлива, воздуха, газов,, питания, продувки.

На рис. 11.1 приведена принципиальная схема САР котла. Согласно схеме изменение нагрузки приводит к одновременному изменению расхода топлива, воздуха, газов и подачи воды.

Рис. 11.1. Принципиальная схема САР котла

Кроме перечисленных САР применяется САР солесодержания (продувки котла). Так как температура перегрева пара обычно мало зависит от нагрузки котла, регулирование ее производится самостоятельно.

Обычно на практике упрощают схему САР (рис, 11.1) по линии выделения из общей схемы отдельных узлов регулирования. На­ личие барабанов большой емкости облегчает регулирование пита­ ния, которое можно выделить в' самостоятельный узел. Также можно самостоятельно регулировать и солесодержание.

Дальнейшее упрощение осуществляется заменой регулирования

стем системы регулирования давления пара, разрежения в топке,

атакже коэффициента избытка воздуха, объединенные в систему регулирования горения, работают как взаимосвязанные системы.

Помимо перечисленных котельные установки оборудуются авто­

матическими системами, которые обеспечивают:

—контроль за процессами, происходящими в котле;

—сигнализацию о достижении регулируемыми параметрами

318

значений, близких к предельно допустимым (с помощью световых табло или'звуковых сигналов);

—автоматическую остановку котла в случае, если регулируе­ мые параметры (давление пара, уровень воды в барабане, давле­ ние воздуха и др.) достигнут аварийных значений;

—автоматический (дистанционный) пуск, а также автомати­ зацию вспомогательных механизмов.

производительности. Поэтому в дальнейшем анализируются систе­ мы автоматизации водотрубных котлов малой производитель­ ности типа ДКВР.

§ 11.2. Автоматическое регулирование процесса горения

/

Регулирование давления пара

Как отмечалось, пар, вырабатываемый котлом, должен иметь определенное давление и температуру. Снижение давления и тем­ пературы пара, подводимого к потребителям, снижает мощность последних (например, паровых механизмов, систем отопления и т. п.). Повышение давления сверх допустимых величин может привести к серьезной аварии, так как котел, трубопроводы, соеди­ нения и потребители рассчитываются на давление определенной величины.

Основной причиной изменения давления пара является изме­ нение нагрузки на котел. Кроме того, давление может колебаться из-за нестабильности работы топки котла, а также из-за измене­ ния количества подаваемого воздуха и питательной воды, однако влияние двух последних факторов незначительно.

Котел ДКВР как объект регулирования давления пара харак­ теризуется малым коэффициентом самовыравнивания и большим временем запаздывания. Для обеспечения устойчивости регулиро­ вания применяют регуляторы давления пара с жесткой, а также с жесткой п гибкой обратными связями. Увеличение коэффициента передачи обратных связей позволяет обеспечить устойчивое регу­ лирование.

Зачастую на общий паропровод работают не один, а несколько котлоагрегатов. Различают ряд схем регулирования давления пара при совместной работе котлов. Рассмотрим некоторые из них.

Схема с главным регулятором (рис. 11.2). Эта схема приме­ няется в случае, когда потребитель требует подачи -пара строго определенного давления. Импульс по давлению берется от общей паровой ’магистрали. Получив импульс об изменении давления пара в главном паропроводе, главный регулятор ГР вырабаты­ вает сигнал соответствующего знака и величины, который посту­ пает на задатчики настройки нагрузки НН, а последние в свою очередь определяют, какую новую долю из общей нагрузки берет

319