1. Системи регулювання витрати газоподібного палива

Найбільш споживаним газоподібним паливом є природний газ, що містить зазвичай 75 - 95% метану. До числа інших складових відносяться в порядку спадання концентрації: етан, пропан і бутан, причому бутан складає менше 0,5 об.%. Домішки зазвичай складаються менш ніж з 1% вуглекислого газу і різних кількостей азоту.

Коли тиск природнього газу змінюється, перед клапаном, який регулює витрату, зазвичай встановлюють регулятор тиску, а між ними - витратомір, як показано на мал. Оскільки обидва клапани впливають і на витрату, і на тиск, можна чекати, що між двома контурами регулювання виникне взаємодія. Дослідження цього процесу, показує, що взаємодія зростає пропорційно відносному перепаду повного тиску на регуляторі тиску. Наприклад, якщо перепад тиску на клапані тиску складає половину, або менше перепаду тиску на клапані витрати, можна отримати стійкі характеристики обох регуляторів. Але, якщо б перепад на обох клапанах був однаковим, то у випадку коли обидва регулятори настроювалися на спільну роботу вручну, в автоматичному режимі розвивалися б автоколивання. Тоді для відновлення стійкості необхідно заново проводити сумісну настройку регуляторів в автоматичному режимі.

Рис 3.2. Розміщення регуляторів тиску і витрати, і їх давачів при змінному тиску подачі природнього газу: PC -регулятор тиску; FC -регулятор витрати.

Якщо перепад на клапані тиску значно більший, ніж на клапані витрати, то перший регулятор сильніше впливає на витрату, ніж на тиск. В результаті кожен з контурів регулювання вносить збурення в роботу іншого контуру, і регулятори втрачають здатність до ефективного виконання своїх функцій. Якщо при цьому обидва регулятори працюють в автоматичному режимі, то витрата і тиск все більше відхиляються від своїх заданих значень, і регулювання неможливе. Щоб контури працювали ефективно, перепад тиску на першому клапані повинен бути меншим, ніж на другому, і в цьому випадку поперечний перерізу клапану, регулюючого тиск, повинен бути більшим, ніж у клапану, регулюючого витрату.

Іншим вирішенням задачі є використання тільки одного клапану, тоді тиск не регулюватиметься. В цьому випадку в виміряний перепад тиску на мірній діафрагмі необхідно вносити поправку на зміну тиску .

Протитиск, що існує в топці, залежить від витрати. Тому перепад тиску на клапані витрати змінюється зворотньо до витрати. Щоб отримати допустиме лінійне співвідношення між витратою палива і положенням клапану, бажано використовувати клапан з рівновідсотковою характеристикою.

2. Регулювання витрати рідкого палива

Найбільш споживаними рідкими паливами є нафтопродукти Правильне розпилювання палива у форсунці важливіше, ніж точне вимірювання витрати. Для повного згоряння необхідно, щоб паливо подавалося при контрольованому тиску і в'язкості. Це особливо важко здійснити для важких залишкових фракцій, так як їх в'язкість сильно змінюється залежно від температури, складу і навіть від витрати.

Задовільне згорання легких дистилятів можна забезпечити при контрольованому тиску і температурі. Але важкі залишкові фракції повинні безперервно циркулювати від паливні в паливний бак. Якщо циркуляцію перервати, то паливо охолодиться і закупорить магістраль.

Якщо нафтове паливо має постійний склад, то регулювання температури, забезпечить цілком задовільне регулювання в'язкості. Але якщо доводиться користуватися нафтовим паливом з різних джерел, то залежності в'язкості від температури можуть бути абсолютно різними. В цьому випадку необхідно контролювати в'язкість як для отримання хорошого розпилювання, так і для точного вимірювання витрати.

Сопла паливних форсунок можна налаштовувати за допомогою реверсивного електродвигуна постійної швидкості. Витрата палива зростає при збудженні "збільшуючої" обмотки двигуна і знижується при збудженні "зменшуючої" обмотки. В цьому випадку регулятор витрати складається з двох компараторів, один з яких діє при додатному відхиленні від заданого значення, а другий - при від'ємному. Між двома діями повинна бути невелика зона нечутливості, яка необхідна для забезпечення стійкості і зменшення впливу перешкод на регулювання. Проте наявність зони нечутливості зменшує точність регулювання витрати. Для поліпшення точності регулювання витрати описаний вище трипозиційний регулятор може отримувати сигнал зворотного зв'язку не по величині витрати, а по положенню сопла паливної форсунки. Тоді звичайний пропорційно-інтегральний регулятор витрати встановлює задане значення трипозиційного регулятора положення сопла паливної форсунки при каскадному включенні. Відповідна схема показана на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Каскадна CAP витрати нафти з корекцією на положення сопла

форсунки. FC -регулятор витрати; GC —регулятор положення сопла,

GI— давач положення сопла, М—реверсивний електродвигун