Автоматика регулирования
Автоматика регулирования предназначена для поддержания на постоянном заданном уровне основных параметров работы агрегатов. Например: в паровых котлах постоянными поддерживается давление и температура вырабатываемого пара, коэффициент избытка воздуха в топке, разрежение в топке, уровень воды в барабане; в водогрейных котлах постоянными поддерживаются разряжение в топке и коэффициент , расход воды, температура воды на выходе или она изменяется в соответствии с изменением температуры наружного воздуха. Автоматика регулирования котлов состоит из нескольких регуляторов, работающих независимо один от другого.
Каждый регулятор состоит из регулирующего органа, исполнительного механизма, датчиков, а также соединительных связей в виде электропроводки или импульсных трубок. Датчики, контролирующие параметры, управляют работой исполнительных механизмов, которые в свою очередь изменяют положение регулирующих органов. В результате этого регулируемый параметр восстанавливает свое значение.
В качестве исполнительных механизмов могут использоваться: гидравлические исполнительные механизмы (ГИМ), пневматические исполнительные механизмы (ПИМ) и электрические. Наиболее часто используются механизмы электрические однооборотные (МЭО). МЭО состоит из электродвигателя с редуктором, через систему рычагов он соединяется с регулирующим органом регулятора. В паровых котлах, вырабатывающих насыщенный пар, устанавливают 4 регулятора:
Регулятор расхода газа (регулятор нагрузки) поддерживает постоянным давление пара независимо от нагрузки. Он включает в себя: МЭД – манометр электрический дистанционный, который контролирует давление пара и является датчиком; МЭО (ГИМ, ПИМ) - исполнительный механизм (электрический, гидравлический, пневматический) и регулирующий орган – ПРЗ на газопроводе, которая является регулирующим органом. При изменении нагрузки на котел (уменьшении или увеличении расхода пара) изменяется давление пара. Это изменение фиксирует МЭД, который через электронный усилитель посылает сигнал на МЭО, а он, в свою очередь, изменяет положение ПРЗ. При этом изменяется подача газа на горелку агрегата, в результате чего давление пара восстанавливается до заданного.
Регулятор соотношения газ – воздух поддерживает постоянным коэффициент избытка воздуха в топке. Его датчиками являются датчики давления газа и воздуха перед горелками. Они управляют работой МЭО (исполнительным механизмом), а он изменяет положение воздушного шибера на воздуховоде перед горелкой, который является регулирующим органом.
Регулятор разряжения поддерживает постоянным разряжение в верхней части топке (20 - 30 Па). Датчиком регулятора является датчик разряжения (тяги), который управляет работой МЭО, а МЭО изменяет положение регулирующего органа, которым является направляющий аппарат дымососа.
Регулятор уровня воды или регулятор питания, поддерживает постоянным уровень воды в барабане котла. Датчиком регулятора является дифманометр, контролирующий уровень воды. Исполнительный механизм – МЭО изменяет положение регулирующего клапана на питательной линии при изменении уровня воды, в результате уровень восстанавливается до нормы.
На котлах, вырабатывающих перегретый пар, должны устанавливаться регуляторы температуры перегретого пара при температуре перегрева больше 400оС. Они могут быть нескольких видов. Главным элементом этого регулятора является пароохладитель, который может быть впрыскивающим или поверхностным.
Схема обвязочных газопроводов агрегатов с двумя ПЗК у горелок
В соответствии с новыми СНиП «Газораспределительные системы» и "Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления" существенно изменяется обвязка агрегатов и тип газового оборудования перед горелками агрегатов. На газопроводе – вводе в котельную с наружной стороны здания на высоте не более 1,8 м от земли должно устанавливаться запорное устройство с изолирующими фланцами. На газопроводе – вводе внутри котельной должен устанавливаться быстродействующий электромагнитный клапан с временем быстродействия не более 1 секунды, который автоматически прекращает подачу газа к агрегатам при аварии в котельной.
Рисунок 4.2.1. Схема газопроводов котельной с двумя ПЗК у горелок агрегатов
Электромагнитный клапан на вводе газа в котельную.
Распределительный цеховой газопровод.
Ответвление газопровода к агрегатам.
Главное отключающее устройство.
Подвод продувочного агента.
Диафрагма расходомера.
Запальный газопровод.
ПЗК с временем быстродействия до 1 сек. (эл. магнитный клапан).
Запальная горелка.
ПЗК на рабочей линии.
Трубопровод безопасности.
Быстродействующий электро- магнитный клапан типа НО (нормально открытый).
ПРЗ.
Основная грелка.
Продувочная свеча.
Кран для взятия пробы газа.
Вентилятор.
Воздуховод.
Воздушный шибер.
Манометры давления газа и воздуха.
Тягонапоромер.
Ручной переносный запальник.
Запорное устройство снаружи здания.
Горелки пусковой мощностью свыше 0,4МВт, должны оснащаться ЗЗУ, обеспечивающим факел у основной горелки в режиме розжига, а также на всех режимах работы агрегата. На котлах с большим количеством горелок выделяется несколько растопочных, которые оснащаются ЗЗУ. Остальные горелки могут не оснащаться ЗЗУ и растапливаются от факелов растопочных горелок. На газопроводах перед горелками должны устанавливаться 2 ПЗК, т.е. электромагнитные клапаны с временем действия не более 1 секунды. Они являются исполнительными механизмами автоматики безопасности и прекращают подачу газа к горелкам при отклонении контролируемых параметров от заданных значений. Между двумя ПЗК врезается газопровод безопасности, на котором устанавливается быстродействующий электромагнитный клапан типа НО, автоматически открывающийся в течение не более 1 секунды. На горелках единичной мощностью свыше 1,2МВт клапан типа НО, должен обеспечивать автоматическую проверку герметичности затворов двух ПЗК перед растопкой основной горелки. Непосредственно перед горелкой устанавливается ПРЗ регулятора расхода газа. Прекращение подачи электроэнергии на электромагнитные клапаны (ПЗК) должно вызывать автоматическое закрытие ПЗК и открытие клапана НО.
Каждая газоиспользующая установка должна быть оснащена блокировками, которые исключают неправильные действие персонала.
В промышленных и отопительных котельных они должны:
Исключать подачу газа в топку при отсутствии факела на ЗЗУ.
Исключать возможность подачи газа на установку в ручном режиме.
Если при розжиге горелки или в процессе регулирования произошел отрыв, проскок или погасание пламени, подача газа на горелку и ее ЗЗУ должна быть немедленно прекращена. К повторному розжигу горелки разрешается приступить после устранения причины неполадок, вентиляции топки и газоходов в течении не менее 10 минут, а также проверки герметичности затвора отключающей арматуры перед горелкой.
Для котлов электростанций система блокировок более сложная и задействована по многим параметрам.