3. Возмущение питательной воды.

Возмущение расходом питательной воды может происходить как при регулируемом воздействии, так и при изменении давления в питательной магистрали. Форма переходного процесса по уровню при возмущении расходом питательной воды зависит от типа экономайзера.

У котла ИЗЛ-60 водяной экономайзер кипящего типа. В кипящем экономайзере питательная вода нагревается до температуры насыщения и частично (до ) превращается в пар. При изменении расхода питательной воды в кипящих экономайзерах в первоначальный момент происходит уменьшение объема пара, и питательная вода занимает этот объем. В связи с этим уровень воды в барабане котла остается без изменений до тех пор, пока происходит замещение питательный воды парового объема в экономайзере. Поэтому для котлов с кипящим экономайзером при возмущениях расходом питательной воды не наблюдается изменение уровня в сторону, противоположную знаку возмущения.

Временная характеристика по уровню при возмущении расходом питательной воды представлена на рис.10. Передаточная функция такого объекта может быть представлена в виде двух параллельно соединенных звеньев: интегрирующего и апериодического звеньев первого порядка.

При этом передаточная функция соединения запишется как

,

где - передаточная функция интегрирующего звена;

;

- передаточная функция апериодического звена 1-го порядка.

При наличии транспортного запаздывания передаточная функция будет иметь вид:

.

Коэффициент усиления апериодического звена 1-го порядка определяется как

,

где - установившееся значение уровня воды;

- величина возмущения расходом питательной воды;

- транспортное запаздывание.

4. Возмущение расходом перегретого пара.

Рассмотрим переходный процесс по уровню при изменении нагрузки потребителя. Изменение нагрузки потребителя при стабильном расходе топлива вызывает отклонение давления в котле. При увеличении нагрузки давление уменьшается, что вызывает соответствующее увеличение удельного объёма пара в пароводяной смеси. Кроме того, при снижении давления уменьшается температура кипения воды в циркуляционном контуре, и за счет тепла аккумуляции происходит дополнительное парообразование, что приводит к увеличению паросодержания. Увеличение объема пара в циркуляционном контуре вследствие повышенного паросодержания и удельного объема вызывает повышение уровня в барабане.

При повешенном давлении в котле увеличивается температура кипения. Поэтому часть тепла, воспринятая экранными поверхностями (трубами), расходуется на дополнительный подогрев воды до температуры кипения. Парообразование уменьшается, соответственно снижается паросодержание в экранных трубах и в барабане, и, кроме того, уменьшается удельный объем пара. Все это вызывается падением уровня.

Таким образом, изменение паровой нагрузки при неизменном расходе питательной воды и топлива в начальный момент времени вызывает набухание уровня (вследствие резко уменьшается давления пара, увеличение паросодержания в циркулярном контуре и, вследствие этого, рост уровня). Через некоторое время (когда давление пара в барабане примет новое установившееся значение) уровень начинает изменяться в сторону, определенную знаком материального небаланса, и в дальнейшем устанавливается постоянная скорость изменения уровня.

Величина набухания зависит от рабочих параметров и от конструктивных особенностей котельного агрегата. Главным образом набухание определяется разностью удельных объемов насыщенного пара и кипящей воды и с увеличением давления в барабане уменьшается. Так как для котла ИЗЛ-60 давление в барабане не велико, то “набухание” уровня имеет ярко выраженный характер. Кроме того, уровень зависит от теплового напряжения экранных испарительных поверхностей нагрева котла.

Временная характеристика изменения уровня в барабане при ступенчатом изменении паровой нагрузки на величину D (10% возмущение) приведена на рис. 11.

Передаточная функция такого объекта может быть представлена в виде двух параллельно соединенных звеньев: апериодического звена первого порядка и интегрирующего звена.

Передаточная функция имеет следующий вид:

,

где - передаточная функция апериодического звена первого порядка;

- периодическая функция интегрирующего звена.