Системы автоматического регулирования тепловой нагрузки котлоагрегатов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Свойства котельного агрегата как объекта регулирования тепловой нагрузки и процесса горения

2. Динамические свойства топки

3. Системы автоматического регулирования тепловой нагрузки

4. Регулирование тепловой нагрузки барабанного котла, работающего на газообразном и жидком топливе

Вывод

Список использованной литературы

Введение

Применение автоматических систем регулирования позволяет повысить надежность и экономичность работы энергооборудования электростанций при малом числе обслуживающего персонала. Учитывая, что на эти показатели оказывает влияние большое количество взаимосвязанных факторов, для оценки эффективности работы энергоустановок используется вычислительная техника, обеспечивающая автоматический сбор необходимой информации и расчет технико-экономических показателей электростанций и энергосистем. Подсистемы контроля, управления и расчета технико-экономических показателей образуют автоматизированную систему управления технологическими процессами тепловой электростанции.

Цель работы: В процессе работы нам необходимо рассмотреть котельный агрегат как объект регулирования тепловой нагрузки, изучить его свойства. Привести динамические свойства различных топок и их схемы временных характеристик. Необходимо рассмотреть схемы систем автоматического регулирования тепловой нагрузки, сравнить приведенные в схемах различные регуляторы, найти достоинства и недостатки таких схем и дать им оценку.

1. Свойства котельного агрегата как объекта регулирования тепловой нагрузки и процесса горения

Автоматическое регулирование паропроизводительности котельного агрегата в соответствии с потребляемой нагрузкой осуществляется путем воздействия на подачу в топку топлива и воздуха, необходимого для горения.

Котлоагрегат как объект регулирования давления пара можно представить в виде двух последовательно соединенных элементов: испарительного устройства котла и топки. В испарительный контур входят экономайзерный и пароперегревательный участки котла. В свою очередь пароперегревательный участок в основном определяет динамические свойства объекта регулирования давления.

При увеличении нагрузки станции растет потребление пара турбинами - это приводит к снижению давления пара в паропроводах и барабанах котлов. Для восстановления давления пара регулятор нагрузки котла должен увеличить подачу топлива в топку, таким образом, чтобы ее тепловосприятие соответствовало количеству пара потребляемого турбинами. Регулирование нагрузки котла в блоке с турбиной сводится к поддержанию пара турбиной с воздействием на подачу топлива.

Регулятор тепловой нагрузки РТН получает импульс по давлению пара перед турбиной Рпп, измеряемому с помощью чувствительного манометра ЧМ, к воздействию на подачу топлива Вт в топку.

Рисунок 1. Схема регулирования тепловой нагрузки (давления) барабанного котла

2. Динамические свойства топки

тепловой нагрузка регулирование топка котёл

Динамические свойства различных топок, как элементов участка регулирования давления, значительно отличаются друг от друга.

Динамические свойства зависят от:

· Вида топлива.

· Типа шлакоудаления.

· Состояния поверхностей нагрева котла.

При сжигании газа инерционность топки незначительна. Постоянная времени Г= 15-20 сек. Инерционность пылеугольной топки с жидким шлакоудалением превышает инерционность газовой топки в связи с аккумуляцией тепла. Более неблагоприятными динамическими свойствами обладают топки котлов с шахтными мельницами. Загрязненные поверхности нагрева аккумулируют тепло и дают значительное обратное излучение в топку.

Рисунок 2. Временные характеристики по температуре дымовых газов поворотной камере при возмущении расходом топлива

Характеристика топки, работающей на газе (кривая 1), топки с жидким шлакоудалением (кривая 2). Входной параметр - изменение расхода топлива в топку, выходной -- изменение температуры дымовых газов в поворотной камере.

Регулирующие свойства котла, определяющие способность быстро восстанавливать соответствие между потреблением и генерированием пара зависят от:

· аккумулирующей способности котла;

· инерционности топочного устройства;

· места расположения точки, где измеряется давление парового тракта.

Рисунок 3. Характер изменения давления в барабане при возмущении тепловосприятием

3. Системы автоматического регулирования тепловой нагрузки

Регулирование давления возможно как в барабане котла, так и перед потреблением. Желательно регулировать давление в барабане котла, с целью уменьшения тормозящего влияния аккумуляции. Рассмотрим одноимпульсный ПИ-регулятор:

Рисунок 4. Функциональная схема регулирования нагрузки котельного агрегата с регуляторами давления в барабане

Датчик, измеряющий давление пара в барабане котла, подключен к регулирующему прибору 2, который с помощью сервомотора 3 и связанного с ним регулирующего органа 4 управляет расходом топлива.

Достоинства способа:

· простота;

· высокая стабильность поддерживания заданной нагрузки.

Недостатки способа:

· невозможно изменить величину относительного участия агрегата в регулировании нагрузки;

· зависимость величины давления.

Для гарантирования постоянства давления и максимальной стабилизации нагрузки котельного агрегата, при нарушениях топочного режима система автоматического регулирования дополняется корректирующим регулятором.

Для недопущения перераспределения нагрузки, обеспечивают большее быстродействие регулятора нагрузки котла. Для этого заменяют инерционный импульс по давлению пара в барабане другим, менее инерционным импульсом. Применение импульса по тепловосприятию позволяет увеличить быстродействие САР.

Основные виды возмущений во внутреннем контуре:

· изменение влажности и теплоты сгорания топлива;

· температуры питательной воды;

· присосы холодного воздуха;

· самопроизвольные изменения подачи топлива.

4. Регулирование тепловой нагрузки барабанного котла, работающего на газообразном и жидком топливе

Для котельных агрегатов, сжигающих жидкое и газообразное топливо, используют импульс по расходу топлива.

Рисунок 5. Схема регулирования нагрузки котельного агрегата «ЭКП--топливо»

На рисунке 5 представлен стабилизирующий контур, который состоит из датчика расхода топлива 4, регулирующего устройства 3 и регулирующего органа 5. Контур обладает высоким быстродействием, так как импульс по расходу топлива практически не инерционен.

Рисунок 6. Схема регулирования тепловой нагрузки барабанного котла, работающего на газообразном и жидком топливе

Рисунок 7. Схема регулирования тепловой нагрузки барабанного котла, работающего на твердом топливе

Система автоматического регулирования давления с несколькими корректирующими регуляторами должна обеспечивать поддержание давления пара перед всеми турбинами ближайшими котлами, чтобы уменьшить перетоки пара в магистрали.

Система регулирования нагрузки группы котлов должна быть построена так, чтобы в случае секционирования паровой магистрали, она продолжала действовать

Рисунок 8. Схема регулирования нагрузки котельных агрегатов, работающих на общую магистраль большой протяженности

Рисунок 9. Временные характеристики по давлению в различных точках паровой магистрали при изменении нагрузки (а) и топлива (б)

Для оценки динамических свойств системы, изображенной на рисунке 8, приведены временные характеристики паровой магистрали по давлению. На рисунке 9а, изображены характеристики разгона по давлению в точках отбора импульсов на корректирующие регуляторы при возмущении изменением нагрузки потребителя fm, приложенным в начале паровой магистрали. Из анализа этих характеристик видно, что постоянная времени объекта увеличивается по мере удаления точки отбора импульса от места нанесения возмущения: Ti<Tz<T3, а коэффициент усиления -- уменьшается: ki>k2>k3 из-за увеличения сопротивления паропровода. Между контурами регулирования давления в точках 1, 2 и 3 существует инерционная связь.

Вывод

В процессе проведенной работы были приведены динамические свойства различных топок, их временные характеристики, системы автоматического регулирования тепловой нагрузки, в схемах которых использовались различные регуляторы, приводились достоинства и недостатки таких схем и их оценка.

Список использованной литературы

1. Плетнев Г.П. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок электростанций: Учебник для техникумов. -- 3-е изд. / Г.П. Плетнев, М.,«Энергоатом», 1986. -- 344 с.

2. Клюев А.С., Товарнов А.Г. Наладка систем автоматического регулирования котлоагрегатов / А.С. Клюев, М., «Энергия», 1970. -280с.

3. Липатников Г.А. Автоматическое регулирование объектов теплоэнергетики.

Размещено на Allbest.ru