- •1.Рекомендуемый объем автоматических систем регулирования котлоагрегатов.
- •2.Рекомендуемый объем АСР турбогенераторов.
- •3.Типовые структуры АСР.
- •4.Алгоритм расчета параметров настроек регулирующих устройств АСР.
- •5.Примеры расчета настроек АСР барабанных котлоагрегатов.
- •5.2.1.Пример 1.
- •5.2.2.Пример 2.
- •5.2.3.Пример 3.
- •5.3.1.Статическая настройка регулирующих устройств АСР температуры пара.
- •5.3.2.Пример 1.Расчет параметров динамической настройки АСР температуры на выходе котла (ll впрыск).
- •5.4.1.Пример 1.Расчет статических и динамических настроек регулирующих устройств АСР тепловой нагрузки.
- •5.5.1.Пример расчета статических и динамических настроек регулирующих устройств АСР общего воздуха пылеугольного барабанного котлоагрегата.
- •6.Примеры расчета АСР прямоточных котлов.
- •6.1.АСР питания прямоточного котла на базе аппаратуры «Каскад».
- •6.2. АСР питания прямоточного котла на базе аппаратуры АКЭСР.
- •6.3.АСР температуры пара на базе аппаратуры «Каскад».
- •6.4.АСР температуры пара на базе аппаратуры АКЭСР.
- •6.5.Регулятор общего воздуха на аппаратуре «Каскад».(рис.6.7.)
- •6.6.Регулятор общего воздуха на аппаратуре АКЭСР (рис.6.8)
- •7.Примеры расчетов АСР паротурбинных установок.
- •7.1 Общие положения.
- •7.2.Расчет параметров настройки регуляторов.
- •7.3.Расчеты для АСР уровня в ПВД №7 турбины К-300-240-3
- •7.4.Определение расходной характеристики РО.
- •7.5.Коррекция расходной характеристики клапана перепрофилировкой регулируемого проходного сечения.
- •7.6.Коррекция расходной характеристики клапана сочленениями.
- •7.8.АСР уровня конденсата в ПВД энергоблока на базе аппаратуры «Каскад»
- •7.9.АСР уровня конденсата в ПВД энергоблока на базе аппаратуры АКЭСР-2.
при Pб=155-160 смкгс2 - τ =7-10 с.
Рис.5.12.Динамическая характеристика по уровню в барабане при возмущении расходом пара.
Учитывая основное возмущение – изменение расхода пара, можно определить изменение уровня путем более раннего воздействия на расход питательной воды. Для этой цели с выхода пароперегревателя подается на измерительный блок сигнал по расходу пара, а с выхода регулирующего органа сигнал по расходу питательной воды подключен тоже к входу измерительного блока. В разделе “Методы определения оптимальных динамических настроек” приведены выводы по закону регулирования в каждом из двух образованных контуров регулирования : первый – внутренний, образован собственно регулятором с ПИ-законом регулирования, исполнительного механизма и датчика расхода питательной воды. Второй контур образован собственно объектом регулирования – барабаном котла и эквивалентным регулятором, который образован первым контуром.
Первый контур настраивается по методу отработки возмущения задатчиком за одно включение регулирующим прибором, который в этом случае реализует практически только П-закон.
Закон регулирования регулятора второго контура определяется инверсной передаточной функцией датчика по расходу питательной воды и последовательно включенного органа масштабирования измерительного блока (потенциометр “Чувствительность 2”).
Инерционность датчика по расходу питательной воды мала, и его передаточная функция равна коэффициенту преобразования. Датчик по уровню в барабане подключен к потенциометру
“Чувствительность 1”. Датчик по расходу пара выдает сигнал задающего параметра и подключен к потенциометру “Чувствительность 3”.
5.2.1.Пример 1.
Рассмотрим пример расчета настройки регулирующих устройств АСР питания барабанного котла БКЗ-210-140, работающего на общую магистраль (максимальная производительность – 210 т/ч; минимальная – 100 т/ч). Исходные данные:
−регулирующий прибор РПИБ;
-52 -
−коэффициент полупроводникового усилителя КПУ=55;
−зона нечувствительности:
♦максимальная – 850 мВ;
♦минимальная – 140 мВ;
−напряжение от задатчика:
♦максимальное (αЗД=10 дел.) – 1400 мВ;
♦минимальное (αЗД=1 дел.) – 160 мВ;
−датчика уровня ДМ630 с крутизной преобразования КДН=2,3 мммВ (сосуд с частично обогреваемым “плюсом”);
−датчик по расходу питательной воды ДМ-0,4 с крутизной преобразования КДОС=12,4 тмВч−1 ;
−датчик по расходу пара ДМ-1,6 с крутизной преобразования
КДЗП=9,8 тмВч−1 (определение крутизны преобразования в пределах регулируемого диапазона нагрузок произведено по методу
“секущей” с равными ошибками на краях диапазона и в середине).
Расчет.
Пульсации параметром устранены комплексным изменением положения
“Демпфера” и ”Зоны нечувствительности”: αДЕМП=5 дел и αНЕЧ=3,5 дел
(Δ=500 мВ).
При нагрузке 100 т/ч экспериментально определена кривая разгона с запаздыванием τ=21 с. и скоростью разгона ε=0,027 ммт/сч−1 .
Диапазон допустимых изменений уровня для данного котла равен ΣΔΗб=125+125=250 мм.Нечувствительность по регулируемому параметру 1,5% от диапазона допустимых изменений уровня
ΔΗб=0,015 ΣΔΗб=0,015·250=3,75 мм.
α1 = |
αMAX ∆ |
= |
10 500 |
=10,5дел |
КНД КПУ ∆Ηб |
2,3 55 3,75 |
Принимаем α1=αmax=10 дел, при этом ΔΗб=3,95 мм. Коэффициент передачи уравнительного сосуда по уровню
КС |
= 0,97 −0,0009 |
Dk min + Dk max |
= 0,97 −0,0009 |
210 +100 |
= 0,83 |
|
|
2 |
|
2 |
|
Положение потенциометра “Чувствительность 2” (по расходу воды) определяет настройку П-регулятора внешнего контура (по формулам ВТИ)
К |
р |
= |
|
1 |
|
|
= |
|
|
|
1 |
|
|
=1,76 |
т/ ч |
|
||
|
ε τ |
|
|
0,027 |
21 |
мм |
|
|
||||||||||
и равно |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
К |
Д К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
α2 = |
|
α |
|
= |
2,3 0,83 10 |
= |
0,9 |
|||||||||||
|
Н |
|
|
С |
|
|
1 |
12,4 1,76 |
|
|||||||||
|
|
КОСД |
Кр |
|
|
|
|
|
|
Положение потенциометра “Чувствительность 3” (по задающему параметру
– расходу пара)
- 53 -
α3 = |
α |
|
К |
Д |
0,9 12,4 |
=1,4дел |
|
2 |
|
ОС = |
|
||
|
|
КЗПД |
|
9,8 |
|
Положение потенциометра “Чувствительность задатчика” определяется из условия возможности установки оператором любого значения уровня в пределах допустимых изменений уровня
αЗД = |
α |
|
К Д К |
|
Σ∆Η |
б = |
10 |
2,3 0,83 |
250 |
= 3,4дел |
|
1 |
Н |
с |
|
|
1400 |
|
|||
|
|
|
U ЗД max |
|
|
|
|
Цена деления задатчика
Z = Σ∆Η100б = 100250 = 2,5 делмм
Настройка регулятора РПИБ внутреннего контура произведена по методу отработки возмущения за одно включение и равна αсс=5 дел.
R13=0 и RУ=1 МОм.
Расчеты сведены в табл 5.4.
Проверка работоспособности АСР проведена согласно руководящему документу по проверке АСР питания сбросом нагрузки путем отключения всех пылепитателей, результаты показаны на рис.5.13.Отклонения уровня составили +115 мм и -70 мм (что в допустимых пределах).
Рис.5.13.Переходные процессы при испытании АСР питания котла.
5.2.2.Пример 2.
Расчет настройки регулирующих устройств АСР питания котла ТПЕ427 (Dк=500 т/ч;Р”К=13,8 МПа,tПЕ=5400С), работающего на общую магистраль.
Исходные данные:
−регулирующий прибор Р21 (аппаратура ГСП “Каскад”);
−первичный измерительный преобразователь с унифицированным выходом ДМЭ-630, коэффициент преобразования по уровню
КД = 0,0083 мА ;
Нмм.в.ст
−то же по расходу питательной воды ДМЭР-0,63, коэффициент преобразования КОСД = 0,0095 тмА/ ч ;
-54 -
−то же по расходу пара ДМЭР-2,5;коэффициент преобразования
КЗПД = 0,017 тмА/ ч ;
−данные лабораторной проверки регулирующей аппаратуры
соответствуют заводским данным.
Расчет.
Минимальное отклонение уровня в барабане можно определить из следующего выражения
∆Ηбmin = 0,015Σ∆Ηб
За предельное суммарное отклонение уровня в барабане принимается разность между уставками технологических защит
Σ∆Ηб = ΗТЗ↑ −(ΗТЗ↓ ) =120 + 200 = 320мм
Примем коэффициент передачи по регулируемому параметру КНБ=1,0. Определим зону нечувствительности
∆ = ∆Ηбmin КНД КНБ КНИ
где КИН – коэффициент передачи измерительной цепи по уровню, датчик по уровню имеет максимальный выход 5 мА, тогда КНИ = 1005мА% = 20 мА% и
∆ = 4,8мм 0,0083 мммА 1,0 20 мА% = 0,92% .
Коэффициент передачи по расходу воды определяется через коэффициент усиления П-регулятора, определяемый по динамике основного объекта регулирования
КР = εАτ = 0,0310,8 13 =1,985 ≈1,99
Коэффициент передачи уравнительного сосуда
КС |
= 0,97 −0,0009 |
Dkмин + Dкmax |
= 0,97 −0,0009 |
300 +500 |
= 0,61 |
|
|
2 |
|
2 |
|
Коэффициент передачи по расходу питательной воды
КВ = |
К Д К |
С |
К |
Н |
|
0,0083 0,61 1,0 |
|
|
Н |
|
= |
|
|
= 0,27 |
|||
КВД КР |
|
0,0095 |
1,99 |
|||||
|
|
|
|
Коэффициент передачи по расходу пара (задающий параметр)
К |
|
= К |
К Д |
= 0,27 |
0,0095 |
= 0,15 |
|
В |
|
||||
|
П |
|
В КПД |
|
0,017 |
|
Коэффициент передачи задатчика
КЗД = |
К Д К |
|
К |
|
(Н ∫ + Н / |
) 100 |
= |
0,0083 1,0 0,61(50 |
+50) |
20 = 0,25 |
|
Н |
Н |
|
С |
1 |
2 |
5 |
40 |
|
|||
|
|
|
КЗД |
|
|
|
|
КЗД принимаем равным 40 %.Н/1=Н/2=50 мм – диапазон действия оперативного задатчика в пределах уставок предупредительной сигнализации. Динамическая настройка Р21 (внутренний контур) получена
экспериментально Vсв=1,8; Ти=13 с;tимпульса=0,4 с. Данные расчета сведены в табл.5.5.
- 55 -