3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания .

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) - тепловые двигатели, работа которых происходит за счет энергии топлива, сжигаемого в цилиндре двигателя. Бывают: 1. карбюраторные - горючая смесь - жидкое топлива с воздухом и образуется в карбюраторе; 2. газовые - смесь газообразного топлива с воздухом; 3. дизельные (компрессорные и без компрессорные).

В ДВС сгорание топлива происходит при постоянном объеме (v =const) или при постоянном давлении (р = const).

В ДВС при v =const в цилиндр поступает горючая смесь, которая сжимается движущимся поршнем, в конце сжатия подвигается электр. искрой и сгорает. Продуктам сгорания — газы, с ↑ давление, расширяются, перемещают поршень, совершая работу, после выбрасываются из цилиндра, и раб. процесс повторяется.

В ДВС при р = const в цилиндр поступает чистый воздух, который сжимается дви­жущимся поршнем, при этом tº воздуха ↑ с 600...650 °С. В конце сжатия в цилиндр впрыскива­ется мелко распыленное жидкое топливо, которое воспламеняет­ся и сгорает вследствие ↑ tº воздуха, при движении поршня. Про­дукты сгорания расширяются и производят работу. После этого отработавшие газы удаляются из цилиндра и рабочий процесс двигателя повторяется.

4. Парогазовые установки. В них используются 2 рабочих тела (газ и пар). В камеру сгорания 2 насосом подается топливо, а компрессом 1-сжатый воздух. Продукты сгорания, отработав в газовой турбине 3, поступают в подогреватель 6, где нагревают питатель­ную воду, поступающую в котел, и удаляются в атмосферу. Пере­гретый пар, получаемый в котлоагрегате 5, расширяется в паро­вой турбине 9 и конденсируется в конденсаторе 8. Конденсат на­сосом 7 перекачивается в подогреватель 6, где нагревается и по­ступает затем в котел. Полезная мощность, вырабатываемая газо­вой и паровой турбинами, передается генераторам электрическо­го тока 4 и 10

_{Тепло отработавших газов не отдается бесполезно окружающей среде, а отдается питательной воде, экономится тепло, что определяет эффективность данной установки.}

19. Основные локальные контуры рег-ния парового и водогрейного котлов.

Котельная установка состоит из котла и вспомогательного оборудования. Устр-ва, предназначенные для получения пара или горячей воды повышенного давления за счет теплоты, выделяемой при сжигании топлива, или теплоты, подводимой от посторонних ист-ков (обычно с горячими газами), называют котельными агрегатами. Они делятся соответственно на котлы паровые и котлы водогрейные.

Паровые котлы производственных котельных. Промышленные котельные, снабжающие пром.предприятия паром низкого давления (до 1,4 МПа) образуются паровыми котлами. Котлы выпускаются для сжигания тв., жид. и газообразного топлива.

Водогрейные котлы. Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды заданных параметров главным образом для отопления. Они работают по прямоточной схеме с постоянным расходом воды. Конечная темп-ра нагрева определяется усл-ями поддержания стабильной темп-ры в жилых и рабочих помещениях, обогреваемых отопительными приборами, через которые и циркулирует вода, нагретая в водогрейном котле. Поэтому при постоянной поверхности отопительных приборов темп-ру воды, попадаемой в них, повышают при снижении темп-ры окр.среды. Обычно воду тепловой сети в котлах подогревают от 70—104 до 150... 170°С.

Можно выделить следующие СУ котельной установки:

• Автоматика безопасности – которая следит за безопасной работой котла и отключает котел при выходе одного из параметров рег-ния за критическую величину, отвечает за дистанционный и автоматический розжиг котла;

• Сист.рег-ния работы котла – регулирует соотношение топливо – воздух, разрежение в топке котла; выдает управляющие возд-вия при изменении рабочих пар-ров котла; отвечает за пуск, работу и останов котла с взаимосвязями с другими САР;

• Автоматизированная система контроля и учета – собирает, обрабатывает, хранит данные об авариях в котельной, расход воды из водопровода, расход газа, расход тепла потребителем и т.д.

Система автоматического рег-ния осущ-ет автоматический пуск и остановку электродвигателей котельной по заданной программе с соблюдением технологической послед-сти включения/выключения механизмов, с предельно допустимой минимизацией длит-сти и оптимизацией пар-ров переходных режимов вентиляции и розжига котла. Система обеспечивает автоматическое управление механизмами во всем диапазоне изменения производит-сти котла, в т.ч. и при изменении числа действующих каналов подачи топлива (горелок, форсунок и т.п.). Система предусматривает наряду с автоматическим режимом, режим ручного управления механизмами, а также дистанционное управление посредством специального пульта, либо с централизованного пульта машиниста котла (оператора котельной).

Система не влияет на работу штатной системы безопасности котла, а лишь безусловно выполняет ее команды и передает ей предупреждающие информационные сигналы состояния и режимов работы механизмов.

Из описания технологического процесса следует, что основными регулируемыми параметрами котельной установки являются:

• расход, темп-ра и давление пара (воды) в выходном тракте;

• подача топлива в зависимости от необходимой производительности котла, т.е. заданных расхода, температуры, давления выходного теплоносителя (в водогрейных котельных только температуры);

• подача воздуха в функции топливоподачи, т.е. с поддержанием зависимости «топливо-воздух»;

• подача воды питательными, сетевыми, подпиточными насосами в функции заданной производительности котла;

• поддержание постоянного разряжения в топочной камере с помощью дымососов.

Процессы изменения выходных пар-ров при рег-нии подачи топлива имеют длительный хар-р. Когда подача топлива увеличивается, часть увеличенной подачи тепла уйдет на нагрев топочной кладки, деталей топочного устр-ва и т.д. → чтобы ускорить переходные процессы, регулятор подачи топлива (регулятор нагрузки) должен подать команду, учитывающую этот повышенный расход топлива (ввести форсировку). Правильный выбор регуляторов и точные настройки их пар-ров в подсистемах обеспечивают требуемый переходный процесс и улучшают режим работы котла.

Автоматизация котельных показывает, что рег-ние процесса горения позволяет достичь экономии топлива до 10%, увеличить КПД котла на 5-6%, сократить расход ЭЭ на дутье и тягу, уменьшить объем ремонтных работ, облегчить работу и сократить кол-во обслуживающего персонала.

Основным режимом работы системы управления тягодутьевыми механизмами явл-ся автоматический. Этот вид работы хар-ется переходами из одного режима работы котлоагрегата в другой, в зависимости от поступающих в систему управления сигналов. Так поступающий из системы защиты разрешающий сигнал переводит тягодутьевые механизмы из первоначального режима вентиляции топки в режим розжига, а затем, с увеличением кол-ва поступающего топлива, система управления плавно переводит котлоагрегат непосредственно в раб.режим. В случае возникновения аварийных ситуаций, при которых автоматика безопасности выдает команду на отсечку котла, система управления тягодутьевыми механизмами заставляет котлоагрегат перейти в режим вентиляции. Для настройки различных систем управления котлоагрегата предусмотрен ручной режим работы тягодутьевых механизмов с непосредственным управлением скоростью вращения двигателей. Перевод каждой системы управления из ручного режима работы в автоматический и обратно может быть произведен в любой момент времени независимо от режима работы других САУ котлоагрегата, т.к. предусмотрена возможность «безударного» переключения из одного режима работы в другой.

Автоматизация водоподачи в водогрейных котельных.

В системах отопления все более распространяются водогрейные блочные котельные.

Для осущ-ния безнакипного режима работы устанавливают дозаторы (добавки для уменьшения воды). Примен-е закрытой системы ГВС резко уменьшает потребное кол-во деаэрированной воды. Тепловые схемы котельных для закрытых систем теплоснабжения проще, чем для открытых не только конструктивно: в них уменьшается мощность оборудования химводоподготовки и ниже требования к качеству подпиточной воды.

Для уменьшения интенсивности наружной коррозии труб стальных водогрейных котлов необходимо поддерживать температуру воды на входе в котлы выше темп-ры точки росы дымовых газов. Минимально допустимая темп-ра воды на входе в котлы при работе на природном газе равна 60⁰ С. Для обеспечения этого необходимо подавать некоторое количество горячей воды, вышедшей из водогрейных котлов, снова на вход в котел для смешения водой из обратного трубопровода и подпиточной водой. Линию, по которой подают горячую воду, так же как и специальный насос, перекачивающий нагретую воду называют рециркуляционными.

Водогрейные котлы надежно работают лишь при условии поддержания постоянства кол-ва воды, проходящей через них. Расход воды должен поддерживаться в заданных пределах независимо от колебаний тепловых нагрузок. Поэтому рег-ние отпуска тепла в сети необходимо осуществлять путем изменения нагрузки работающих агрегатов, т.е. необходимо управление производительностью сетевых насосов, что позволит поддерживать необходимое постоянства кол-ва воды. Сокращение расхода воды через котел ниже номинального недопустимо.

АСУ должна поддерживать заданное давление в системе водоснабжения путем рег-ния частоты вращения электродвигателя насоса и переключения насосных агрегатов при авариях. Выполняемые функции: - автоматическое поддержание давления в системе водоснабжения; - автоматическое переключение насосного агрегата на питание от сети при аварии электропривода или агрегата; - переключение на другой насосный агрегат по сигналу внешнего контроллера; - плавный пуск и торможение насосного агрегата, работающего от преобразователя; - задание давления в системе водоснабжения в зависимости от времени суток.