АВТОМАТИКА КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Водогрейные котлы

Технологические процессы, происходящие в водогрейном котле во время работы, характеризуются рядом взаимосвязанных параметров. Изменение одного из них, например температуры воды, должно отражаться на всех остальных параметрах — расходе топлива, количестве воздуха и удаляемых дымовых газов.

Автоматизация котлов предусматривает осуществление заданного технологического режима. Система автоматического регулирования (САР) состоит из объекта регулирования и взаимодействующего с ним автоматического регулятора (рис. 4.10).

Водогрейный котел, являясь объектом регулирования, требует контроля взаимосвязанных параметров: температуры горячей воды; количества сжигаемого топлива и расхода воздуха; разрежения в топке и за котлом; наличия электропитания; устойчивости горения топлива; подачи воздуха к топливосжигающим устройствам котла.

Основными звеньями САР, кроме объекта регулирования и автоматического регулятора, являются:

  • • чувствительный элемент, реагирующий на отклонение регулируемого параметра;
  • • задающее устройство — механизм ручной и автоматической настройки заданного значения или программное устройство;
  • • преобразователь — исполнительный орган, преобразующий сигнал чувствительного элемента в электрические импульсы, удобные для усиления;
  • • усилитель — устройство для усиления сигнала за счет дополнительного источника энергии;
  • • исполнительный механизм — устройство, воздействующее на регулируемый объект;
  • • корректирующие устройства, стабилизирующие процесс регулирования воздействием на работу регуляторов.

Система иногда выполняется с регуляторами прямого действия, в которых отсутствуют преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы. Системы автоматического регулирования водогрейных кот-

Общая структурная схема системы автоматического регулирования

Рис. 4.10. Общая структурная схема системы автоматического регулирования:

  • 1 — объект регулирования; 2 — чувствительный элемент;
  • 3 — преобразователь; 4 — усилитель; 5 — исполнительный механизм;
  • 6 — внутренняя обратная связь; А — связь по регулируемому параметру; б — настройка; В — источник питания; Г — объект возмущения лов или котельных классифицируются в зависимости от построения и методов реализации функциональных возможностей. По принципу действия системы автоматического регулирования теплопроизводи- тельности котельных делятся на комбинированные и с регулированием по возмущению.

Регулирование по возмущению выполняет функции управления. Температура горячей воды на выходе из водогрейного котла регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха, изменение которой является возмущающим воздействием. Поступающее на вход регулятора возмущение изменяет регулирующее воздействие (расход топлива) так, что воздействие компенсирует влияние изменения температуры наружного воздуха на температуру помещения.

Комбинированные системы автоматического регулирования состоят из сочетающихся систем регулирования и управления. Постоянное значение регулируемого параметра поддерживается воздействием по возмущению. В системе с воздействием по возмущению регулятор работает с опережением, т.е. начинает действовать сразу вслед за возмущающим воздействием до момента изменения регулируемого параметра, который контролируется, а изменение сигнала подается на вход регулятора. Кроме того, вводится задающее воздействие, зависящее от возмущения.

Существуют системы с регулированием по отклонению, т.е. воздействие на объект регулирования зависит от изменения регулируемого параметра.

По виду регулирования системы автоматического регулирования делятся на системы непрерывного (пропорциональные) регулирования и многопозиционные. В системах непрерывного регулирования при изменении возмущающего воздействия положение регулирующего органа изменяется плавно (системы АГК-24, ПМА, АГОК-66).

В системах многопозиционных регулирующий орган всегда занимает одно из крайних положений (система AM КО).

Системы автоматического регулирования бывают прямого (непосредственного) и непрямого действия. В системах прямого действия используется энергия регулируемой среды, в системах непрямого действия — энергия постороннего источника (электрическая, пневматическая, гидравлическая).

В водогрейных котлах автоматически регулируется постоянство температуры воды за котлом, соотношение «газ — воздух», разрежение в топке.

Регулятор нагрузки водогрейного котла получает импульс по температуре воды за котлом и воздействует на изменение подачи топлива к котлу (рис. 4.11). Регулятор соотношения топлива и возду-

Структурная схема регулирования нагрузки водогрейного котла

Рис. 4.11. Структурная схема регулирования нагрузки водогрейного котла: ТС — термометр сопротивления; PH — регулятор нагрузки;

3 — задатчик; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулирующий орган

ха получает два импульса: по расходу топлива и расходу воздуха — и воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора, при горелках, имеющих раздельное регулирование первичного и вторичного воздуха, — на заслонку, установленную в воздуховоде вторичного воздуха.

Для водогрейных котлов, комплектуемых двумя дутьевыми вентиляторами, в схему включается дополнительно следящий прибор Сл и отдельные исполнительные механизмы ИМ1, ИМ2 для каждого направляющего аппарата вентиляторов (рис. 4.12). Регулятор разрежения такой же, как и у паровых котлов.

Структурная схема регулирования расхода воздуха водогрейного котла «топливо — воздух»

Рис. 4.12. Структурная схема регулирования расхода воздуха водогрейного котла «топливо — воздух»:

D1—D3 — сужающие устройства; Д1—ДЗ — датчики;

РВ — регулятор воздуха; 3 — задатчик; Сл — следящий прибор;

ИМ1, ИМ2 — исполнительные механизмы; Р01, Р02 — регулирующие органы

Принципиальная схема автоматики ПМА (пневмомеханическая автоматика) для водогрейных котлов с эжекционными горелками среднего давления представлена на рис. 4.13. Газ от ввода через ГРУ 1 и регулирующий клапан 3 поступает в газопровод, расположенный перед фронтом водогрейных котлов.

Принципиальная схема автоматики ПМА для водогрейных котлов с эжекционными горелками среднего давления

Рис. 4.13. Принципиальная схема автоматики ПМА для водогрейных котлов с эжекционными горелками среднего давления:

  • 1 — ГРУ; 2 — терморегулятор; 3 — регулирующий клапан;
  • 4 — регулятор низкого давления; 5 — регулятор высокого давления;
  • 6 блок безопасности; 7 — горелка; 8 — горячая вода; 9 — наружный воздух

В комплект приборов общекотельной автоматики входят регулятор подачи газа 1, терморегулятор 2 и автоматический питательный клапан 3. Регулятор подачи состоит из регулирующего клапана 3, регуляторов управления низкого 4 и высокого 5 давлений, общекотельного блока безопасности 6, под кожухом которого размещены приборы контроля циркуляции воды в системе отопления и контроля давления газа. Регулирующий клапан предназначен для изменения давления газа перед горелками котлов при получении соответствующих сигналов от командных приборов (терморегулятора и регуляторов управления). Терморегулятор подает команду регулирующему клапану на изменение давления газа перед горелками 7 в соответствии с изменениями температуры горячей воды 8 и наружного воздуха 9. В случае неисправности автоматики регулирование подачи газа котельная может быть переведена на ручное управление через обводную линию 2.

В автоматику безопасности водогрейного котла входят котловой блок безопасности 5, прибор контроля температуры воды в котле 4, камера отбора разрежения 6, термопара 7и электромагнитный клапан 8. Котловой блок безопасности состоит из отсекающего клапана, через который газ поступает к горелкам, и головки, под крышкой которой расположены рычажно-стопорное устройство и приборы контроля давления газа и разрежения в топке котла. Для водогрейных котлов, оборудованных горелками, требующими регулирования подачи воздуха, дополнительно устанавливается командный прибор регулятора соотношения «газ — воздух».

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >