Назначение и особенности работы системы регулирования. Анализ типовых схем АСР

В топке котла происходит сжигание топлива при перемешивании его с теплым воздухом, подаваемым в топку дутьевыми вентиляторами. Образовавшиеся в процессе горения дымовые газы, проходя через конвективную шахту, передают тепло поверхностям нагрева и удаляются дымососами.

Повышение давления в топке ведет к выбиванию дымовых газов из-за неплотности обшивки котла. Увеличение разрежения приводит к увеличению присосов холодного воздуха в топку и, как следствие этого, - к уменьшению КПД котла. Резкое увеличение разрежения (до 15 – 20 мм в ст) может привести к срыву и погасанию факела с последующим остановом котла защитой по погасанию факела. Поэтому необходимо поддерживать оптимальную величину разрежения (от 2 до 5 мм в ст), то есть обеспечивать оптимальный газовоздушный режим работы котла.

Объектом регулирования в АСР разрежения является газовоздушный тракт котла от ввода воздуха в топку до всоса дымососов, входным регулирующим воздействием – расход дымовых газов, определяемый производительностью дымососов. Различают следующие способы регулирования производительности ДС: дросселированием, смешанное и скоростное. Наибольшее распространение получил способ смешанного регулирования с помощью направляющих аппаратов дутьевых вентиляторов, как простой и достаточно экономичный.

К внутренним возмущающим воздействиям относятся нарушения газовоздушного режима, связанные с работой систем пылеприготовления, операциями по удалению шлаков и т.д., к внешним – изменение расхода воздуха в зависимости от тепловой нагрузки котла.

Объект регулирования по разрежению не имеет транспортного запаздывания, обладает малой инерционностью (Т=5с) и значительным самовыравниванием. Однако отрицательным свойством участка являются колебания регулируемой величины около среднего значения с амплитудой 3-5 мм в ст и частотой 5-10 Гц. Такие пульсации зависят от большого числа факторов, в частности от пульсаций расходов топлива и воздуха, вызванных пульсациями в работе тягодутьевых устройств. Для сглаживания пульсаций перед первичным преобразователем устанавливают специальные демпфирующие устройства или используют электрический демпфер измерительного блока регулирующих приборов с передаточной функцией: , где Т _дф - постоянная времени демпфирования.

Особенностью объекта управления является то, что на котле работает несколько дымососов. Возникает необходимость согласования их работы, которое заключается в совместном и взаимосвязанном перемещении их регулирующих органов, для чего применяют схемы синхронизации.

Автоматическая система регулирования разрежения предназначена для поддержания материального соответствия между количеством газов, образовавшихся при сжигании топлива, и количеством газов, удаляемых из котла.

АСР должна обеспечить при стационарном режиме работы котла максимальное отклонение разрежения не более ± 2 мм в ст, а при скачкообразном изменении нагрузки на 10% разрежение не должно изменяться более чем на 3 мм в ст.

Работа АСР разрежения тесно связана с АСР расхода воздуха и является составной частью АСР процесса горения. Она строится по типовой схеме: разрежение в верхней части топки измеряется первичным измерительным прибором (датчиком) разрежения Sт и вместе с сигналом от задатчика подается на регулятор разрежения РР (рис.1.6). [3, стр. 136]. При работе котла в регулирующем режиме могут происходить частые изменения тепловой нагрузки и связанные с ними изменения расхода воздуха. Изменение расхода воздуха, нагнетаемого в топку, приводит к нарушению газовоздушного режима и изменению величины S_т. Для предупреждения этого изменения и улучшения качества переходного процесса на РР подают дополнительный сигнал от регулятора общего воздуха РОВ, поступающий через устройство динамической связи ДС. Регулятор разрежения, получив опережающий исчезающий импульс от РОВ, переводит дымососы на новый режим до того, как изменится разрежение в топке.

 

 

Схема АСР разрежения

 

 

Структурная схема АСР разрежения

 

 

W_РР(p) – регулятор разрежения

W_Vг-Sт(р) – ПФ внутреннего канала регулирования (расход дымовых газов – разрежение)

W_Vв-Sт(р) – ПФ внешнего канала регулирования (расход воздуха – разрежение)

W_ИМ(p) – исполнительные механизмы РР и РОВ

W_ДС(p) – динамическая связь

W_Sт(p) – датчик разрежения

Hp – задатчик

 

Анализируя приведенную схему, отметим, что она соответствует понятию одноконтурной АСР с компенсацией внешнего возмущения. Кроме расхода воздуха, еще одним существенным внешним возмущением является расход топлива. Но типовой вариант не предусматривает компенсацию влияния этого параметра (его влияние на разрежение меньше, чем, влияние расхода воздуха, к тому же мы считаем, что расход воздуха изменяется не сам по себе, а вследствие изменения расхода топлива, за что отвечает регулятор общего воздуха). Кроме того, в соответствии с заданием, расход топлива в нашем случае является ненаблюдаемым, что исключает возможность организовать компенсацию напрямую по сигналу расхода топлива.