Sistem de control al alimentării cazanului

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 27 noiembrie 2019; verificările necesită 4 modificări .

Sistemul automat de reglare a alimentării cu energie a unui cazan cu tambur (nivel ACP) este unul dintre principalele sisteme de control dintr-un cazan cu abur .

Masa de apă din cazan va rămâne neschimbată dacă debitul de apă din cazan (sub formă de abur extras, scurgeri, debit de purjare etc.) este egal cu cantitatea de apă de alimentare injectată în cazan.

Nivelul din tamburul cazanului depinde de mulți factori - masa totală de apă din cazan, temperatura acesteia, saturația bulelor de abur în interiorul suprafețelor de încălzire prin evaporare etc.

Deoarece masa totală de apă din cazan nu poate fi măsurată prin metode simple, prin urmare, pentru ASRP, nivelul apei din tambur este utilizat ca parametru controlat de intrare, care este măsurat simplu, de exemplu, folosind manometre de presiune diferențială de către hidrostatic . presiunea coloanei de apă.

Informații generale

O modificare a nivelului apei în tambur este o consecință a efectului asupra acesteia al unei modificări a alimentării cu apă de alimentare, a consumului de abur, a încărcăturii termice a cuptorului și a presiunii aburului în tambur.

Abaterile de nivel de la poziția medie în timpul reglării acesteia nu trebuie să depășească ±50 mm, iar depășirea acestor limite până la ±100 mm indică o stare critică a parametrului. După cum se poate observa din Figura 1, sarcina maximă a consumatorului corespunde unui nivel scăzut al apei în tambur.

Datorită faptului că asupra nivelului apei din tamburul unității cazanului acționează multe perturbații, cum ar fi: o modificare a debitului de apă de alimentare, o modificare a consumului de abur, o modificare a consumului de combustibil și o modificare a temperaturii apei de alimentare, a sistem combinat de control al debitului de apă de alimentare și compensarea perturbărilor asociate cu sarcina de abur a cazanului. Alegerea acestor parametri se bazează pe influența lor mai mare asupra echilibrului materialului din tamburul unității cazanului și a nivelului apei din acesta.

Sistemul de control al nivelului apei din tamburul cazanului poate fi implementat ca sistem de control cu un singur circuit sau cu dublu circuit. Dar un sistem cu o singură buclă are o serie de dezavantaje, principalul dintre acestea fiind apariția unei erori de control static din cauza instabilității buclei de control cu o componentă integrală (I-controller). Aplicarea celei mai simple legi de control - proporțional-integral într-un astfel de sistem închis de autoreglare este inacceptabilă din punct de vedere al stabilității [1] . Un alt dezavantaj este performanța lentă a sistemului. Când se utilizează un sistem de control al nivelului cu două bucle, este posibil să se minimizeze eroarea statică, dar nici problema creșterii vitezei sistemului nu este rezolvată corespunzător. Într-un astfel de sistem, influența influențelor perturbatoare nu este compensată din nou, prin urmare, la compararea calității sistemelor menționate mai sus, cel mai adesea în practică este utilizat un sistem combinat de control al debitului de apă și compensare a perturbațiilor, prezentat în Figura 2.

Următoarele denumiri sunt utilizate în diagrama bloc: - efect perturbator asupra debitului de abur, - efect perturbator asupra consumului de combustibil, - efect perturbator asupra schimbării temperaturii apei de alimentare, - efect de control asupra debitului apei de alimentare, - valoare de ieșire - nivelul apei în cazan Tobă. $D_{\text{pp})$ $B_{\text{t)}$ $T_{\text{a.e.)}$ $D_{\text{a.e.)}$ $H$

O varietate de obiecte de control

Nivelul apei din tamburul cazanului ca obiect de control.
Consumul de apă ca obiect de control.
Consumul de abur supraîncălzit ca obiect de control.

Nivelul apei din tamburul cazanului ca obiect de control

Perturbarea debitului apei de alimentare poate apărea sub acțiunea de control. Formele tranzitorii diferă semnificativ în funcție de tipul de economizor . Proprietățile dinamice ale obiectului reglementat pot fi obținute prin metode experimentale sau analitice. Metoda analitică presupune compilarea ecuațiilor diferențiale bazate pe bilanțele materiale și energetice, ceea ce provoacă dificultăți matematice, întrucât este destul de dificil să se țină cont de toți factorii care afectează procesul tranzitoriu cu influențe perturbatoare selectate [2] .

Caracteristica de timp a acestui model de control este aproximată prin două legături conectate în paralel - o legătură inerțială de ordinul întâi și o legătură integratoare. Semnalele de ieșire ale acestor legături sunt însumate cu semne diferite.

Consumul de apă ca obiect de control

Pentru un sistem automat de control al nivelului bazat pe debitul de apă, este optim un proces aperiodic cu un timp minim de control. Deoarece obiectul de control are auto-aliniere, procedura de identificare a parametrilor modelului se realizează folosind metoda zonei. Această metodă aparține metodelor active de determinare a parametrilor modelului matematic al unui obiect. Utilizarea metodei de identificare activă implică desfășurarea unor experimente planificate speciale la unitatea de operare, încălcând într-o anumită măsură funcționarea normală a acesteia. O perturbare în trepte este semnalul perturbator cel mai frecvent utilizat pentru a identifica un proces stabil, ceea ce face posibilă utilizarea unui model de obiect destul de simplu sub forma unei legături aperiodice de ordinul întâi sau de ordinul doi cu o întârziere pentru a descrie procesul (în în literatura engleză, aceste modele sunt numite first-order-plus-dead-time (FOPDT) și, respectiv, secondorder-plus-dead-time (SOPDT)). Parametrii tranzitori măsurați sunt utilizați pentru a regla controlerele PID.

Consumul de abur supraîncălzit ca obiect de control

Modificările consumului de abur determină abaterea presiunii în cazan la un consum constant de combustibil, prin urmare, atunci când presiunea din tamburul cazanului scade, creșterea rezultată a consumului de abur crește volumul amestecului de abur-apă din suprafețele de evaporare ale cazanului. În plus, atunci când presiunea scade, punctul de fierbere al apei în circuitul de circulație scade și datorită căldurii stocate în metalul suprafețelor de încălzire are loc o vaporizare suplimentară, ceea ce duce și la creșterea conținutului de vapori din apă. O creștere a volumului de abur în circuitul de circulație datorită creșterii conținutului de abur și a volumului specific determină o creștere a nivelului în tambur. Astfel, o modificare a sarcinii la un debit constant de apă de alimentare și combustibil duce la o modificare a nivelului. Funcția de transfer pentru consumul de abur este aproximată ca o legătură integratoare și aperiodică cu o întârziere conectată în serie.

Note

↑ Besekersky V. A., Popov E. P. Teoria sistemelor de control automat - M .: Nauka, 1975-768 p.
↑ Klyuev A.S., Tovarnov A.G. Ajustarea sistemelor de control al energiei pentru cazane - M., Energia, 1970 - 280s. de bolnav.

Literatură

Klyuev A.S., Tovarnov A.G. Reglarea sistemelor de control al energiei pentru cazane - M., Energia, 1970 - 280 p. de bolnav.
GOST 3619-89. Cazanele cu abur sunt staţionare. Tipuri și parametri de bază - Introdus. 01/01/1990 - M .: Editura Standarde, 1995 - 12 p.
Rotach V. Ya. Automatizarea setărilor sistemului de control. / V. Ya. Rotach, V. F. Kuzishchin, A. S. Klyuev - M .: Energoatomizdat, 1984 - 272 p.
Besekersky V. A., Popov E. P. Teoria sistemelor automate de control - M .: Nauka, 1975 - 768 p.