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

ния, чем обеспечивается надежность работы котла и при автома­ тическом (дистанционном) пуске.

На .рис. 11.23 приведена принципиальная схема запально-за­ щитного устройства (ЗЗУ). Оно предназначено для дистанцион­ ного розжига газомазутиых горелок и,для защиты при погасании факела. ЗЗУ состоит из следующих основных узлов: электроза­ пальника 5, электромагнитного клапана 7 (для газопровода за­ пальника), бобины 6, управляющего прибора (УП) 2, фотодат­ чика 3, электромагнитного клапана на топливном трубопроводе к основной горелке 1. Поясним последовательность операций ди­ станционного автоматического розжига и автоматической оста­ новки.

-220В

Рис. 11.23. Принципиальная схема запально-защитного устройства (ЗЗУ)

При нажатии кнопки «Пуск» подается напряжение на электро­ магнитный клапан 7, который открывает доступ газа к запальной горелке 5. Одновременно подается напряжение на бобину (авто­ мобильного типа) с электромагнитным прерывателем. На вторич­

тродом и корпусом запальника. Появления искры достаточно для воспламенения газа в запальнике.

Под действием появившегося пламени в топке 4 в фотодат­ чике 3 появится ток, который будет усилен в четырехкаскадном усилителе 2. В результате этого сработает реле РП и замкнет нор­ мально открытые (н. о.) контакты в цепи электромагнитного кла­ пана на топливопроводе к основным горелкам. Клапан откроет доступ основного топлива на горение в топку.

v Если кнопку «Пуск» отпустить, то электрозапальник прекратит работу, но пламя от основных горелок будет обеспечивать замы­

341

кание реле РП. При погасании пламени основных горелок из-за отсутствия тока в цепи, фотодатчиков реле РП обесточится, разомк­ нет своими контактами цепь электромагнитного клапана и подача топлива к основным горелкам прекратится.

Запальное устройство и фотодатчик устанавливают у каждой горелки котла. Фотодатчик устанавливается таким образом, чтобы он мог получать сигнал от запальника и основной горелки одно­ временно.

Контроль давления пара, воздуха, топлива, разрежения в топке, уровня воды в барабане котла и давления воздуха для распыла

па ЭКМ-1. Если давление превышает допустимый предел, контак­ ты манометра замыкаются и включают реле, которое отключает подачу топлива.

Внастоящее время также применяются двухпозиционные ЭКМ-2, которые в отличие от ЭКМ-1 срабатывают и при пониже­ нии давления ниже допустимых пределов.

Вкачестве датчиков защиты по уровню при понижении уровня или перепитке котла водой используют поплавковые ртутные дифманометры, сильфонные дифманометры, мембранные дифманометры ДМ с электронными вторичными приборами и сигнализаторы предельных уровней СПУ и ЭРСУ.

Датчиком защиты по понижению давления воздуха для котлов типа ДКВР служат сигнализаторы падения давления СПД или СПДМ. Эти же сигнализаторы используются в качестве датчиков защиты при снижении давления газа на горение.

Падение разрежения в котле ниже нормы контролируется сигнализатором падения давления СПД-1.

Отсечные органы. В качестве отсечных органов, устанавливае­ мых на мазутопроводах, используются электромагнитные соленоид­ ные клапаны, открытие которых производится при подаче напря­ жения 220 в переменного тока, а закрытие — при отсутствии на­ пряжения в цепи питания электромагнита.

Вкачестве отсечных органов на газопроводах используются мембранные клапаны блокировки КБ и предохранительные кла­

паны типа ПКН и ПКВ. Отсечные клапаны типа КБ управляются с помощью воздуха, который подается от вентилятора. Поэтому исполнительный элемент автоматики безопасности — электромаг­ нитный клапан — должен устанавливаться на воздушной магист­ рали.'На рис. 11.24 показана схема использования клапана КБ.

При срабатывании защит электромагнитный клапан СК откры­ вает доступ воздуха и клапану КБ. Воздух, действуя на мембрану клапана КБ, закрывает его. Об устройстве клапанов типа КБ, ПКН см. в [16].

Последовательность технологических операций при пуске котла. В настоящее время пуск котельных агрегатов еще не полностью автоматизирован. Такие операции, как вентиляция топки, продувка

342

газопроводов, включение в работу вспомогательных механизмов, осуществляются пока вручную и требуют присутствия обслужи­ вающего персонала. Таким образом, часть операций полуавтома­ тического пуска производится вручную, а часть — автоматически.

8—10 мин вентилируется топка; б) на 5—7 мин включается венти­ лятор; в) регуляторы уровня, давления пара в барабане и подачи воздуха переводятся на дистанционное управление, регулятор раз­ режения — на автоматическое; г) подается напряжение в цепь автоматики безопасности и аварийной сигнализации и опробуется работа светозвуковой сигнализации; д) подключаются датчики давления топлива и отсечной клапан на топливопроводе; е) пере­ ключатель рода работы котлоагрегата ставится в выбранное поло­ жение ручного или автоматического пуска.

Далее при автоматическом пуске автоматически включается электроискровое устройство, в соответствии со схемой автомати­ ческого розжига.

Пуск котельного агрегата возможен лишь при условии, что отсутствует пламя в топке котла, а уровень воды в барабане кот­ ла, разрежение в топке и давление воздуха находятся в заданных

пределах.

После окончания процесса розжига котла давление пара в ба­ рабане котла доводится до нормального значения и регуляторы давления пара, уровня и подачи воздуха переводятся на автомати­

ческий режим.

Принципиальная схема автоматики безопасности. На рис. 11.25 приведена упрощенная схема автоматики безопасности кот­ ла ДКВР, обеспечивающей его полуавтоматический розжиг, ава­ рийную защиту и сигнализацию. Рассмотрим функционирование схемы при пуске котла и его работу на газе.

343

Рис. 11.25. Принципиальная электрическая схема автоматики безопасности

344

батыванию реле РП1, которое замыкает свои и. о. контакты в це­ пи СГ, обеспечивая постоянное питание соленоида. Одновременно размыкаются н. з. контакты реле РП1 в цепи РВ1, которое отклю­ чается, отключает РП9 и с выдержкой времени, достаточной для воспламенения основных горелок, отключает 1КЗУ, 2КЗУ и за­ пальное устройство. Схема в этом положении работает в режиме аварийной защиты. Фотодатчики контролируют работу основных горелок.

При аварийных нарушениях размыкается одно из реле РП1—РП6, реле РВ2 отключается с выдержкой времени и СГ остается без напряжения, в результате чего доступ газа в котел прекращается.

Схема комплексной автоматизации котлоагрегата. Технологическая схема комплексной автоматизации котла включает приборы и схемы теплотехнического

приборов и позволяет обслуживающему персоналу следить за правильностью хода технологического процесса.

Приборы для замера параметров, характеризующих ход технологического процесса и требующих постоянного контроля, устанавливаются на щите котла, а для замера параметров, требующих периодического контроля, — по месту изме­ рения параметров. Для тех параметров, на основании которых определяют рас­ ход топлива, экономичность работы котла, также устанавливают самопишущие приборы. В частности, на щит ЩАУ:2 котла ДКВР вынесены приборы для контроля:

— температуры дымовых газов до и после экономайзера с помощью пла­ тиновых термометров сопротивления 16, 1в и логометра /;

— давления воздуха за дутьевым вентилятором — напоромер ЫМП 2;

— разрежения дымовых газов в топке котла (тягонапоромер ТНМП 3).

По месту контролируются: давление пара в барабане котла манометром 16: давление питательной воды до экономайзера 7 манометром 20, давление воздуха перед горелками котла жидкостным тягонапоромером /7; давление газа перед регулирующими заслонками жидкостным тягонапоромером 13: разрежение дымо­ вых газов до и после экономайзера жидкостными тягонапоромерамн 22, 21: дав-

. ление воды, подводимой к регуляторам, и давление пара перед горелками мано­ метрами (на схеме не показаны).

На технологической схеме котла показываются приборы дистанционного управления розжигом Постановкой и сигнализации. На схеме рис. 11.26 показаны следующие приборы:

—запально-защитное устройство 8, включающее управляющий прибор УПАЗФ, фотодатчики 8а и соленоидные клапаны 8е и 8з;

—сигнализатор падения давления газа к горелкам СПД-100 10;

—сигнализатор падения давления воздуха СПД-1 11;

—сигнализатор падения давления разрежения в топке СПД-1 12;

'— сигнализатор аварийного уровня САУ 26.

Экономичность работы котлоагрегата определяется с помощью контроля рас­ хода пара и топлива. Расход пара фиксируется дифманометром — расходомером -сильфонным 24, подключенным к паровой магистрали через уравнительный сосуд 24в, 246 и замеряющий расход пара с помощью диафрагмы 24а.

Расход топлива контролируется дифманометром — расходомером колоколь­ ным, входящим в схему защиты котлоагрегата.

■'346

<9

Рис. 11.26. Принципиальная технологическая схема комплексной автоматизации котлоагрегата

§ 11.6. Комплексная автоматизация котельной

При комплексной автоматизации котельной автоматизируются не только основные, по и вспомогательные технологические • про­ цессы, а также оборудование: химводоочистка, питателы-ю-деаэра.- торная установка, теплофикационная установка, станция пере­ качки конденсата и склад мазута. Для угольных котельных, кроме того, автоматизируются подача угля на горение и скреперное шлакозолоудаление. Автоматизация вспомогательного оборудова­ ния котельной включает системы автоматического регулирования, дистанционного контроля за технологическими процессами и систе­ му предупредительной сигнализации.

При автоматизации котельной предусматривается телеуправ­ ление несколькими котельными установками с диспетчерского щи­ та, на который выносится информация о работе котлов.

Комплексная автоматизация котельных пока еще не исключает присутствия личного состава, хотя основные направления в авто­ матизации котельных имеют своей конечной целью создание ко­ тельных без постоянного обслуживания.

Автоматизация химводоочистки. Комплекс операции по химводоочистке питательной воды должен охватывать:

а) вывод фильтров иа регенерацию (отключение фильтра для регенерации, регенерацию отключенного фильтра и перевод заря­ женного фильтра в резерв или в работу);

б) поддержание необходимой скорости воды при взрыхлении

фильтров; в) включение резервных насосов при выходе из строя рабочих;

г) регулирование температуры исходной воды к фильтрам; д) поддержание давления осветленной воды перед эжектором

в 3 кгс/см2 и др.

Однако полная автоматизация химводоочистки пока еще пред­ ставляется сложным делом, так как ряд операций с трудом под­ дается автоматизации. В частности, операция по регенерации фильтров осуществляется вручную на основании химического ана­ лиза воды, который берется, как правило, один-два раза в сутки. Существующие приборы контроля химического состава воды еще достаточно сложны для использования их в схемах автоматизации. Поэтому до настоящего времени нашла применение лишь частич­ ная автоматизация химводоочистки. К ней относится регулирова­ ние температуры воды, подводимой к фильтрам, автоматическая работа насосов сырой воды и другие операции.

Температура исходной воды, подводимой к фильтрам, регули­ руется регуляторами прямого действия РПДП, которые изменяют расход горячей воды на теплообменник в зависимости от темпера­ туры исходной воды. При большом расходе воды регулирование температуры может быть осуществлено с помощью регуляторов системы «Кристалл». Датчиком температуры в этом случае служит термометр сопротивления.

348

Давление воды, подводимой к фильтрам, регулируется на слу­ чай падения давления воды в водопроводе.

Схема автоматизации включает следующие элементы: электроконтактный манометр ЭКМ, исполнительный механизм — насос подачи воды с электроприводом и релейную схему управления на­ сосом. При восстановлении давления вода поступает на химводоочнстку, минуя насос. В случае выхода основного насоса из строя предусмотрено переключение на резервный насос.

При снижении давления воды в водопроводе или включении резервного насоса включается предупредительная сигнализация.

Работа насосов промывки фильтров может быть также авто­ матизирована: отключение насосов осуществляется по нижнему Vровню воды или соли, а пуск — вручную.

Существуют проекты с полной автоматизацией химводоочистки, и в ближайшем будущем следует ожидать их внедрения в произ­ водство.

Автоматизация деаэраторной установки. Деаэраторная уста­ новка служит для удаления из питательной воды кислорода и дру­ гих газов, а также для аккумулирования тепла и большого коли­ чества питательной воды. Это осуществляется нагревом большого количества питательной воды до температуры 104° С. Подогрев осуществляется паром, причем температура воды поддерживается в строго определенных пределах.

Так как температура воды и давление пара в деаэраторе взаимосвязаны между собой, а регулирование давления пара мо­ жет быть осуществлено более точно и устойчиво, в головке деаэра­ тора регулируется давление пара. Кроме'того, даже незначитель­ ное повышение давления пара в деаэраторе во много раз опаснее, ■чем рост температуры воды.

Необходимо также регулировать уровень воды в баке. Колеба­ ния уровня, как правило, не должны превышать ±150—200 мм.

Деаэратор как объект регулирования давления пара имеет относительно большое самовыравнивание гг относительно малое время разгона. Однако требования к высокой точности регулиро­ вания давления пара вызывают необходимость увеличения чувст­ вительности системы, т. е. коэффициента усиления системы регу­ лирования, что отрицательно сказывается на устойчивости про­ цесса. В связи с этим регулирование давления пара осуществляет­ ся, как правило, регулятором с жесткой и гибкой обратной связью. Регулирование уровня воды в деаэраторе также осуществляется регулятором с жесткой или гибкой обратной связью, так как деаэратор как объект регулирования-уровня имеет малую вели­ чину самовыравнивания.

Регуляторы давления пара и уровня воды в деаэраторе могут быть выполнены на базе: а) электронно-гидравлических регулято­ ров системы «Кристалл» и б) механических'регуляторов давления и уровня. На рис. 11.27 представлена схема регулирования давле­

349

ния пара и уровня воды в деаэраторе, построенная по первому принципу.

В схеме электрический сигнал с датчика давления МЭД по­ падает на усилитель УТ, затем на сервомотор с устройством гиб­ кой обратной связи — ГИМ-ДИ. Датчиком регулятора уровня яв­ ляется дифманометр ДМ, работающий как гидростатический уровнемер и подключаемый к баку через уравнительный сосуд. Основным возмущением для системы регулирования давления и уровня является изменение расхода деаэрированной воды на вы­ ходе деаэратора.

Рис. 11.27. Схемарегулирования давления пара и уров­ ня воды в деаэраторе с помощью системы «Кристалл*

При автоматизации деаэраторной установки предусматривается контроль уровня воды в деаэраторе и давления питательной воды после насосов сигнализирующими приборами, а контроль давления пароводяной смеси — сигнализирующими п самопишущими прибо­ рами.

Автоматизация водоподогревательной установки. Основная цель автоматизации водоподогревательной установки обеспечить авто­ матическое регулирование температуры сетевой воды, которая по­ ступает для отопления, а также горячего водоснабжения. Кроме того, система автоматизации водоподогревательной установки включает автоматическое регулирование давления на всасываю­ щем трубопроводе сетевых насосов, а также контроль температур прямой и обратной воды, давления.на всасывании сетевых насо­ сов и расхода в сетевом и подпиточном трубопроводах. Рассмот­ рим различные способы регулирования температуры сетевой воды.

Первый способ регулирования осуществляется путем изменения расхода греющего пара (рис. 11.28,а). Датчиком температуры является термометр сопротивления ТСП, который устанавливается в трубопроводе сетевой воды после теплообменников. Сигнал от

350