Раздел II Автоматизация парового котла тгмп-314

2.1 Краткая характеристика технологического участка как объекта автоматизации

Прямоточный котёл как объект управления.

Т ехнологический объект управления представляет собой паровой котел ТГМП-344, работающий на жидком или газообразном топливе. Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:

1)процесс горения топлива,

2)процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,

3)процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.

Рис.2.1 Структурная схема связей вход-выход прямоточного котла.

В этой главе будет рассматриваться система автоматизированного управления экономичностью процесса горения в котле. Экономичность работы котла оценивают по его КПД, равному отношению полезной теплоты, затраченной на генерирование и перегрев пара, к располагаемой теплоте, которая могла быть получена при сжигании всего топлива.

Однако регулирование экономичности непосредственно по КПД или по суммарной оценке тепловых потерь не получило широкого распространения из-за отсутствия надежных способов и средств их непрерывного измерения. Поэтому были разработаны косвенные методы оценки экономичности процесса горения.

Одним из наиболее представительных косвенных способов оценки экономичности процесса горения служит анализ состава топочных газов, покидающих топку. На основании зависимости КПД и суммарных потерь от избытка воздуха, определяемой индивидуально для каждого агрегата, целесообразно поддерживать коэффициент избытка воздуха α_опт, при котором КПД котла стремится к своему максимуму, и суммарные потери стремятся к минимуму.

Участок технологического объекта управления, относящийся к процессу горения состоит из системы топливоподачи, системы подачи воздуха, топки и системы отвода продуктов сгорания.

Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом. проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива.

Экономичность процесса горения в основном определяется избытком воздуха в топочной камере. Его значение будет определяться коэффициентом избытка воздуха, которое можно оценить по содержанию свободного кислорода в уходящих газах, по формуле:

Значение α в основном влияет на потери теплоты с уходящими газами, потери с химическим (механическим) недожогом.

Таким образом, для построения системы регулирования нам необходимо знать расход топлива поступающего в топку, расход воздуха и содержание кислорода в уходящих газах.

2.2 Структурная схема аср с описанием.

Рис.2.2. Упрощенная схема АСР.

1 – котел;

2 – регулирующий орган подачи топлива μ_т;

3 – расходомер воздуха;

4 – регулирующий орган подачи воздуха μ_в;

5 – анализатор содержания %О₂ в уходящих газах;

КБ – командный блок;

РО₂ – главный регулятор – регулятор содержания кислорода;

РВ – вспомогательный регулятор – регулятор расхода воздуха;

Величины, показанные на схеме:

G_тз – задание по расходу топлива;

G_вз – задание по расходу воздуха (формируется на командном блоке);

G_в – расход воздуха;

О₂ – % содержания кислорода в уходящих газах;

О_2з – задание по кислороду;

Регулятор обеспечивает стабилизацию расхода воздуха в номинальном режиме, а при изменении нагрузки котла регулятор обеспечивает заданное соотношение «топливо-воздух». Система регулирования имеет корректирующий контур по содержанию кислорода О₂ за конвективным пароперегревателем. На корректирующий регулятор (КР) поступает сигнал по содержанию кислорода в уходящих газах, а так же сигнал по суммарному расходу топлива по ниткам А и Б F_т^Σ, который позволяет реализовать режимную карту котла по содержанию О₂.

На вход регулятора внутреннего контура регулирования (РВ) поступают сигналы по расходу воздуха по ниткам А и Б (F_в^А и F_в^А) и сигнал по суммарному расходу топлива F_т^Σ. Регулятор воздействует на направляющие аппараты дутьевых вентиляторов ниток А и Б через систему последовательной синхронизации.

Кроме того, в систему регулирования вводится сигнал по давлению воздуха, который формирует запрет на уменьшение производительности ДВ, при достижении установленного порога для минимального давления воздуха.

Рис.2.3. Структурная схема регулятора экономичности процесса горения