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

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 11.1

Наиболее широко для регулирования котлов типа ДКВР при­ меняют электронно-гидравлическую систему автоматического регу­ лирования «Кристалл». Следует отметить перспективность унифи­ цированной системы автоматического регулирования Государствен­ ной системы приборов (ГСП).

Электронно-гидравлическая система автоматического регулирования «Кристалл»

Система «Кристалл» используется для регулирования давления пара, уровня воды в барабане котла и в деаэраторе, разрежения в топке, температуры пара и температуры сетевой воды. Она вклю­ чает различные датчики, транзисторные усилители УТ (УТ-ТС), гидравлические исполнительные механизмы (ГИМ) с устройства­ ми жестких и гибких обратных связей. На рис. 11.15 показана передняя панель усилителя УТ, одного из основных элементов

• 3 3 0

системы «Кристалл», с органами настройки и управления, а на рис. 11.16 — его принципиальная электрическая схема.

Схема усилителя УТ включает цепь питания первичных обмо­ ток дифференциально-трансформаторных датчиков и узел сумми­

и конденсатор Сю образуют мост задатчика. Потенциометр задат­ чика R is ставится в среднее положение, и мост балансируется при. отсутствии напряжения на клеммах А и Б. В этом случае при появлении напряжения на клеммах А и Б сигнал разбаланса по­ ступит на триод Т\.

Сменные сопротивления R0 и /?ш служат: Ro — для изменения положения потенциометра задатчика, при котором мост баланси­ руется; — для изменения диапазона действия задатчика. Де­ модулятор (триод Т1), модулятор (триод Гг) и фильтр (Rie, Rn, Cs и Cg) служат для формирования импульсов прямоугольной фор­ мы, амплитуда которых пропорциональна сигналу рассогласо­ вания.

331

Рис. 11.16. Принципиальная электрическая схема усилителя У Т

Импульсы поступают на предварительный усилитель У, а затем через трансформатор Тръ иа второй каскад усиления — двухтакт­ ный усилитель мощности (Г5, 76).

При появлении сигнала на первичной обмотке трансформато­ ра Тр3 триоды Т5 и Г6 работают поочередно в момент, когда на

Ток проходит по обмотке одного из электрогидрореле (ЭГР), Рi или Р2, ГИМ начинает перемещаться. Индикаторные лампы Л\ и Л 2 подключаются параллельно обмоткам ЭГР и сигнализируют

офазе сигнала рассогласования, поступающего на триод Т\.

Спомощью переключателя ПУ и кнопок «Больше» или «Мень­ ше» (КБ н КМ) осуществляется дистанционное управление рабо­ той электрогидрореле и ГИМ.

Напряжение питания усилителя 220 в частотой 50 гц, потреб­ ляемая мощность 20 вт, выходное напряжение постоянного тока, поступающего на электрогидрореле, 24 в, выходная мощность 6 вт.

Врегуляторах температуры используются усилители УТ-ТС, схема которых в основном подобна схеме усилителя УТ. В качестве датчиков используются одни или два термометра сопротивления, которые подключаются на первый и второй каналы усилителя, тре­ тий канал предназначен .для сигнала обратной связи от дифферен­ циально-трансформаторного датчика.

Всистеме «Кристалл» применяются следующие модификации гидравлических исполнительных механизмов: ГИМ — без устройств обратной связи, ГИМ-Д — с устройством жесткой обратной связи,

с одной жесткой и двумя гибкими обратными связями.

На рис. 11.17 показана структурная схема регулирования на базе «Кристалла». Регулирование давления пара, расхода воздуха, разрежения в топке и питания котла водой обеспечивается само­ стоятельными системами. При этом система регулирования воздуха взаимосвязана с системой регулирования давления пара непосред­ ственно через элементы регуляторов. Остальные системы связаны между собой лишь через объект регулирования.

В качестве датчика системы при регулировании давления пара (рис. 11.17, а) используется манометрический датчик давле­ ния МЭД. Сигнал с МЭД, пропорциональный разности заданного давления и давления в котле, поступает на усилитель УТ, затем на электрогидрореле, которое управляет исполнительным механиз­ мом ГИМ-Д2И и при помощи его — подачей топлива. Подача топлива обеспечивается регулятором РТ и приводится в соответ­ ствие с нагрузкой котла и расходом пара при статической зави­ симости давления пара от нагрузки. Статизм обеспечивается жест-

333

СО

со

-335

кой обратной связью, которая подается с выхода ГИМ-Д2И на вход УТ.

Регулирование количества подаваемого воздуха осуществляется регулятором воздуха РВ (рис. 11.17,6), который в случае работы котла на мазуте включен по схеме'пар — воздух с исчезающим импульсом по расходу топлива и с постоянными импульсами по расходу пара от датчика ДМ и по расходу воздуха от датчика ДТ2. В случае работы котла на газе регулятор воздуха включен по схеме топливо — воздух с постоянным импульсом по расходу газа от колокольного дпфманометра. В этом случае на УТ также по­ дается импульс по расходу воздуха с дифтягомера ДТ2, установ­ ленного на воздуховоде после дутьевого вентилятора.

Сигнал с УТ поступает на РИМ. Последний изменяет положе­ ние дроссельной заслонки или направляющего аппарата дутьевого вентилятора.

Датчиком регулятора разрежения РР (рис. 11.17, г) в топке служит дифтягомер. Изменение количества отводящих газов осу­ ществляется исполнительным механизмом ГИМ, изменяющим по­ ложение направляющего аппарата дымососа. Регулирование раз­ режения — астатическое.

Регулятор уровня РУ (рис. 11.17, в) включает в себя датчик уровня — дифманометр, установленный на водоразделительной ко­ лонке. Разность давлений пара и воды, возникающая при измене­ нии столба жидкости, приводит к изменению сигнала на входе в УТ, изменению положения штока ГИМ-И и величины открытия клапана подачи питательной воды к котлу. Устойчивость процесса

Регулирующие органы (РО) служат для изменения количества питающей жидкости, поступающей в объект.

Основные требования, предъявляемые к РО:

—соответствие пропускной способности заданной величине. Завышение размера РО приводит к ухудшению его чувствитель­ ности;

—линейность расходной характеристики (зависимости расхода от степени его открытия при постоянной величине перепада давле­ ния) на регулируемом участке.

Выбор РО сводится к определению его типа и условного диа­ метра Dy. Диаметр Dy условного прохода РО обычно составляет 0,4—0,75 диаметра условного прохода трубопровода. Величина Dy зависит от заданных величин скорости потока жидкости (га­ за), коэффициента вязкости жидкости, ее температуры и допусти­ мого перепада давления в системе.

Регулирующие органы для топлива. Для мазута используются регулирующие игольчатые клапаны 9с (рис. 11.18); они также

.336

используются для регулирования количества охлаждающей воды. Подъем рычага с грузом приводит к открытию клапана. Груз обес­ печивает выбор люфтов в системе передачи от сервомотора к кла­

1 кгс/см2, температуру среды от —40° до +300° С. Имеется ряд ти­ поразмеров этих заслонок: Dy=30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 мм.

Поворотная регулирующая заслонка типа ПРЗ рассчитана на большее условное давление 2,5 кгс/см2 и температуру среды от —40° до +300°. Имеется ряд типоразмеров этих заслонок: £>у = 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 350, 400, 450, 500 мм.

Схема сочленения заслонки с гидравлическим исполнительным механизмом ГИМ дана на рис. 11.19.

Регулирующие органы регуляторов воздуха и разрежения. Для этих целей используют направляющие аппараты вентиляторов и дымососов, а также шиберы на воздуховоде и газоходе.

Регулирующие питательные клапаны. Регулирующие питатель­ ные клапаны можно разделить на клапаны поворотного и золот­ никового типа. На рис. 11.20 представлена схема регулирующего клапана поворотного типа на условное давление 64 кгс/см2 и тем­ пературу 425° С.

В корпус 1 клапана запрессована неподвижная втулка 2, в ко­ торой есть отверстия. Золотник 3 имеет также отверстия и повора­ чивается с помощью тяг от сервомотора: Поворот золотника при­ водит к изменению площади сечения проходного отверстия.

Клапаны выпускаются с Dy =50, 80, 100 и 150 мм, соответст­

венно L = 225, 320, 350, 450 мм, Я = 238, 271, 410, 450 мм (см. рис. 11.20).

Рис. 11.19. Общий вид регулирующей заслонки типа ЗМС и ее сочленения с ГИМ

338

котла, при превышении контролируемыми параметрами предельно допустимых значений, путем отсечки топлива к котлу! Система си­ гнализации при помощи световых и звуковых сигналов позволяет определить причину отсечки топлива к котлу. Система автомати­ ческого розжига облегчает пуск котла, так как часть операций при пуске автоматизируется. Перечисленные системы конструктив­ но объединяются в так называемую автоматику безопасности и ис­ пользуются на котлах, сжигающих газ или мазут. Рассмотрим бо­ лее подробно технологическую последовательность операций пуска и технические средства автоматики безопасности работы котла.

Система аварийной защиты обеспечивает автоматический оста­ нов-котла при: а) погасании пламени в топке котла, б) повышении или понижении давления пара в барабане котла, в) упуске воды из барабана котла, г) повышении уровня воды в барабане котла, д) понижении давления воздуха, е) понижении разрежения в топ­ ке котла, ж) понижении давления пара или воздуха для распыла мазута, з) падении давления газа или мазута перед котлом.

Контроль наличия пламени в топке котла. Если после погаса­ ния факела топлдво и воздух будут продолжать поступать в топку, то при дальнейшем появлении факела «может произойти взрыв смеси топлива и воздуха. Поэтому необходим контроль наличия пламени. - Существует несколько способов контроля пламени. Од­

ним из них является использование термопар. Этот способ основан на свойстве термопар развивать э. д. с. при помещении гдрячего спая в область контролируемой температуры. Однако в связи со сложностью, возникающей из-за необходимости значительного усиления сигналов, поступающих от термопар, этот способ в ко­ тельных установках отечественной конструкции применения не нашел.

-ггоь

При другом способе контроля пламени используют специаль­ ные электроды, концы которых помещают в пламя (рис. 11.22). В этом случае пламя проводит электрический ток .в определенном направлении. К электродам подается напряжение. Концы электро­ дов 2 являются «плюсом», а корпус горелки 1 — «минусом». При наличии пламени возникает ток, при погасании его ток прекра­ щается. Сигнал от электродов поступает в схему, усиливается и проходит к исполнительным элементам сигнализации и защиты.

Этот способ использован в автоматах контроля пламени АКП. Недостатком его является дороговизна электродов, которые долж­ ны выдерживать высокую температуру пламени. Автомат АКП входит в комплект устройств для дистанционного розжига котла.

Широкое применение получил способ контроля пламени с по­ мощью фотодатчиков. Этот способ основан на выделении и уси­ лении фотодатчиком пульсирующего сигнала пламени. В качестве датчика используется фотосопротивление, которое выделяет пере­ менную составляющую пламени. Постоянная составляющая пла­ мени и постоянная составляющая от излучения футеровки котла действуют одинаково, и поэтому первая не может быть использо­ вана для контроля за пламенем.

Приборы контроля пламени в топке, как правило, устанавли­ ваются совместно с устройством для автоматического зажига­

340