Глава 3. Схемы автоматического управления тепловых процессов

§ 3-1 Задачи автоматического управления энергетических барабанных котлов

При работе котла на любой нагрузке, определяемой требованиями потребителей пара и электроэнергии, необходимо обеспечить наиболее экономичный режим получения пара определенного качества, выражаемый поддержанием требуемого значения давления, температуры, солесодержания котловой воды и их допустимыми отклонениями в переменных режимах.

При этом экономичность работы котла в основном определяется количеством топлива, израсходованного на единицу паропроизводительности, и зависит от соотношения расходов топлива и воздуха, подаваемых в топку, т.е. от экономичного ведения процесса горения как при стационарном, так и в переменном режимах. Качество же вырабатываемого продукта (перегретого пара) определяется выбранной схемой регулирования и динамической настройкой регуляторов. Исходя из требований, накладываемых на процессы, протекающие в котлах, автоматизации подвергаются следующие участки, взаимосвязанные между собой не только с точки зрения единой технологической линии, но и с точки зрения построения единой многосвязанной системы автоматического управления.

1. Участок управления процесса горения, включающий в себя:

   1. регулятор давления пара за котлом, изменяющий подачу топлива в топку при отклонении давления пара от заданного значения;

   2. регулятор экономичности процесса горения, поддерживающий требуемое соотношение топливо – воздух;

   3. регулятор разрежения в топке котла, воздействующий на отвод газов из топки.

2. Участок управления питания котла, воздействующий на подачу питательной воды.

3. Участок управления температурой перегрева пара, воздействующий на впрыск конденсата в пароохладители.

4. Участок управления солесодержания котловой воды, воздействующий на сброс конденсата с большим солесодержанием из барабана в дренаж.

§ 3-2 Схемы регулирования экономичности процесса горения

Для экономичного сжигания топлива необходимо, чтобы количество воздуха, подаваемого в топку котла, строго соответствовало количеству тепла, поступающего с топливом, причем коэффициент избытка воздуха  , определяемый содержанием О₂ в продуктах сгорания, должен поддерживаться в соответствии с режимной картой котла. К сожалению, достаточно точное поддержание коэффициента избытка воздуха   затруднительно, т.к. газоанализаторы, используемые в настоящее время для анализа уходящих газов, являются инерционными и, следовательно, не позволяют получить желаемое качество регулирования. Поэтому подача воздуха в топку должна регулирования по косвенным показателям, более или менее точно учитывающим количество тепла, вносимое в топку котла. Этим и объясняется тот факт, что к настоящему времени используются несколько схем регулирования экономичности процесса горения, выбор которых осуществляется в основном в зависимости от вида топлива, сжигаемого в топке котла и от типа котла.

1. Схема топливо-воздух. Исторически является первой схемой регулирования соотношения топливо-воздух (рис. 3 – 1). Регулятор экономичности (FC) получает сигналы по расходу воздуха F_BE и топлива F_TE, воздействуя на направляющие аппараты вентиляторов (НАВ) изменяющих расход воздуха к горелкам котла. В этой схеме точность поддержания заданного соотношения зависит от точности и малоинерционности измерения расходов воздуха F_BE и топлива F_TE. Однако если расход воздуха можно измерить достаточно точно по перепаду давления (или давлению на участке воздушного тракта), то измерение расхода топливо в ряде случаев связанно с большими трудностями. Особенно большие трудности вызываются измерением расхода твердого и пылеобразного топлива, определяемого по числу оборотов пылепитателей или положению плоского контроллера (реостата), регулирующего число оборотов питателей. Этот способ измерения очень груб, так как при постоянном числе оборотов питателей пыли расход т оплива зависит от влажности пыли, запаса ее в бункере, износа питателей и ряда других факторов, что и обуславливает некачественное регулирование экономичности горения по рассмотренной схеме при работе котлов на твердом и пылеобразном топливе.

Однако рассмотренная схема регулирования экономичности процесса горения рекомендуется к использованию при сжигании жидкого и газообразного топлива (расход которого можно достаточно легко и точно измерить) с постоянной теплотворной способностью, так как в противном случае количество тепла, вносимого в топку, будет определяться не только расходом топлива, но и его калорийностью.

2. Схема тепло – воздух (рис. 3 – 2). Получила широкое применение при работе котлов на твердом и пылеугольном топливе. Сигнал по теплу в данной схеме характеризуется суммой импульсов по скорости измерения давления пара в барабане котла и расходу пара:

,

Q – количество тепла, вносимого в топку;

F_n – расход пара;

к – коэффициент пропорциональности;

P_δ – давление в барабане котла.

В настоящее время ведутся работы по усовершенствованию этой схемы, которые сводятся к получению более представительного и с меньшим запаздыванием импульса по теплу. В частности, предлагается использовать импульс по тепловосприятию экранных поверхностей нагрева импульс по температуре факела в топке и ряд других.

3. Схема с введением импульса по содержанию О₂ в продуктах сгорания.

Рассмотренные выше схемы обладают тем недостатком, что они поддерживают постоянное отношение  независимо от нагрузки котла. Однако с изменением нагрузки существенно меняется отношение  и, чтобы учесть это, необходимо в рассмотренные схемы ввести импульс, корректирующий отношение  в соответствии с содержанием кислорода в продуктах сгорания.

Поэтому на энергетических котлах, работающих на переменных режимах, необходимо использовать корректирующий импульса по содержанию О₂ в продуктах сгорания, воздействующего на изменение задания регулятору экономичности процесса горения.

Для этой цепи сигнал по содержанию О₂ подается на корректирующий регулятор (О₂С) (рис. 3 – 3), который, при отклонении содержания О₂ от нормы, воздействует на изменение задания регулятору экономичности FC.

Таким образом, типовой схемой экономичности процесса горения энергетических котлов является: тепло – воздух (рис. 3 – 3б) при работе на пылеобразном топливе и топливо – воздух при работе на газообразном топливе (рис. 3 – 3а).

При номинальных режимах работы эти схемы поддерживают заданное соотношение топливо – воздух (тепло – воздух), а при отклонении О₂ от нормы (обычно наблюдаемое при переходе на другие нагрузки) начинает действовать сигнал от корректирующего регулятора, изменяющий задание регуляторам экономичности.

§ 3-3 Регулирование разряжения

Для нормального протекания топочного режима в верхней части топки котлов должно поддерживаться разряжение 2-4 мм вод.столба (если котел работает не под наддувом).

В противном случае наблюдается выбивание пламени из топки при уменьшении разряжения или присосы холодного воздуха через кладку топки при увеличении разряжения.

Схема регулирования разряжения представлена на рис. 3 – 4. При отклонении разряжения от нормы, чувствительный элемент подает сигнал на регулятор разряжения (РР), который воздействует на направляющие аппараты дымососов. Для повышения качества работы системы в схему вводится сигнал динамической связи от регулятора экономичности, приводящий систему в работу при изменении подачи воздуха, не дожидаясь отклонении разрежения в верхней части топки котла. ПТЭ

§ 3-4 Регулирование давления пара при параллельной работе котлов

При параллельной работе котлов (когда они подключены к общей паровой магистрали) давление перед турбинами должно поддерживаться постоянным вне зависимости от изменения нагрузки.

При этом возможны два варианта схем регулирования давления пара перед турбинами (для соответствующего вида топлива).

1 вариант – схемы с индивидуальным регулятором давления (рис. 3 – 5). В этих схемах используется индивидуальный регулятор давления (регулятор топлива) – 1.1, воспринимающий сигналы по давлению пара за котлом – РЕ и расходу топлива – FE при отклонении параметров от заданного значения (определяемого задатчиком – 2), воздействующий на подачу топлива в топку, если топливо (рис. 3 – 5а) газообразное. Для пылеугольного топлива вместо сигнала по расходу топлива используется сигнал по «теплу» (рис. 3 – 5б), т.е. сумма сигнала по расходу пара FE и скорости изменения давления в барабане котла PY.

Р_М

Эта схема достаточно хорошо и быстро справляется с внутренними возмущениями на котле, восстанавливая необходимый режим его работы.

Недостатком этой схемы является следующее. Давление в главной магистрали при изменении нагрузки меняется. Неравномерности регулирования давления в главной магистрали обусловлено изменением перепада давления между главным паропроводом и датчиком давления пара за котлом при изменении нагрузки, то есть чем больше нагрузка, тем больше перепад давления на этом участке и, следовательно, тем меньше давление в главной магистрали Р_М.

Данная схема используется только на промышленных котлах низкого давления, работающих на постоянной нагрузке.

2 вариант – схемы с корректирующим регулятором давления (рис. 3 – 6). Эти схемы являются типовыми при работе на газомазутном (рис. 3 – 6а) и пылеугольном (рис. 3 – 6б) топливе. В схеме (рис. 3 – 6а) сигнал по давлению пара в главной паровой магистрали от датчика 4 подается на корректирующий регулятор – 5. Этот регулятор, при отклонении давления пара от нормы, изменяет задание стабилизирующим регуляторам топлива – 1 котлов. Кроме этого на стабилизирующий регулятор топлива соответствующих котлов поступают сигналы по давлению пара за котлом – 2 и расходу топлива – 3, формирующие малоинерционный внутренний контур. В результате регулятор топлива воздействует на изменение расхода топлива, восстанавливая заданное давление пара.

В схеме (рис. 3 – 6б) сигнал по давлению пара магистрали поступает на корректирующий регулятор – 6, который изменяет задание регуляторам топлива – 1 котлов. Внутренние возмущения в этой схеме отбрасываются достаточно хорошо за счет наличия малоинерционного внутреннего контура, состоящего из регулятора топлива – 1, воспринимающего сигнал по расходу пара за котлом и по скорости изменения давления пара в барабане котла и, воздействующего на подачу топлива в топку.

Здесь сигнал по скорости изменения давления пара формируется за счет дифференциатора – 5, дифференцирующего сигнал по давлению пара в барабане – 4, что и обуславливает малоинерционность этого контура.

При внешних возмущениях – изменении нагрузки турбоагрегатов – работа системы будет также удовлетворительной, так как изменение давления в главной паровой магистрали воспринимается корректирующим регулятором, изменяющим задание регуляторам топлива.

В этом случае неравномерность регулирования давления в магистрали отсутствует, и давление пара в магистрали поддерживается (независимо от нагрузки) постоянным.

§ 3-5 Регулирование давления пара в блоке котел-турбина (потом)

Обычно регулирование частоты в энергосистемах стремятся осуществлять с помощью электростанций с поперечными связями или на гидроэлектростанциях, оставляя блочные станции в базовом режиме. Однако необходимость регулирования частоты энергосистемы может возникнуть и для блочных станций.

Наиболее простая схема регулирования частоты энергосистемы и давления пара перед турбиной (рис. 3 – 7), используемую в случаях, когда основной режим работы блоков котел-турбина является базовым, но иногда, при резких изменениях нагрузки, блок должен работать и в регулируемом режиме. В нормальном режиме работы блока, так называемый, стерегущий регулятор 7 не работает, и схема регулирования построена, как и второй вариант схемы регулирования давления при параллельной работе котлов.

В этом случае отклонения давления пара перед турбиной воспринимаются корректирующим регулятором – 2, изменяющим задание регулятору топлива – 3, который, кроме этого, воспринимает сигнал по расходу газа – 5 и изменению давления за котлом – 4 и воздействует на изменение подачи топлива в топку котла.

При резких наборах нагрузки, приводящих к падению давления – 6 перед турбиной, включается стерегущий регулятор – 7, который через синхронизатор – 9 воздействует на регулятор скорости – 10, изменяя подачу пара в турбину, т.е. сдерживает скорость набора нагрузки. Схема регулирования давления пара перед турбиной работает, как было описано выше, восстанавливая требуемое значение давления.

При резких сбросах нагрузки, приводящих к повышению давления перед турбиной, стерегущий регулятор воздействует на включение быстродействующей редукционно-охладительной установки (БРОУ).

В современных блоках используется корректирующий регулятор частоты в энергосистеме – 12, который при изменении частоты – 11, воздействует на изменение расхода пара на турбину, обеспечивая плавное изменение давления пара.

§ 3-6 Тепловые схемы регулирования процесса горения

Совокупность операций по поддержанию постоянного давления пара за котлом, соотношения топливо-воздух (тепло-воздух) и разряжения в топке, связанные единой технологической целью, следует рассматривать как участок многосвязанного регулирования – регулирования процесса горения. Зная особенности регулирования каждого из указанных параметров по отдельности, остановимся на рассмотрении полных типовых схем регулирования процессом горения, принятых в настоящее время в теплоэнергетике. На рис. 3 – 8 дана принципиальная схема регулирования процесса горения котла при работе его на жидком и газообразном топливе.

Рассмотрим работу этой схемы. Предположим, что давление в главной паровой магистрали – 1 изменилось. Это приведет к появлению сигнала на выходе корректирующего регулятора – 2, изменяющего задания регуляторам топлива – 3, и, следовательно, регулятор топлива воздействует на изменение подачи топлива в топку с целью восстановления требуемого значения давления – Р. Изменение расхода топлива воспринимается датчиком – 6 и воздействует на регулятор экономичности – 8. Этот регулятор получает сигнал по давлению воздуха и воздействует на направляющие аппараты вентиляторов, стремясь привести в соответствие расходы топлива и воздуха на котел, поддерживая постоянным значение . Окончательное значение , необходимое для поддержания при новом значении нагрузки, восстанавливается после того, как содержание кислорода в продуктах сгорания, контролируемое датчиком 9, изменится. Это приводит к появлению сигнала на выходе корректирующего регулятора на кислород – 10, изменяющего задание -  регулятору экономичности, т.е. обеспечивает требуемое при данной нагрузке соотношение топливо-воздух. Изменение расхода воздуха на котел приводит к изменению разрежения в верхней части топки, что воспринимается датчиком – 11 регулятора разряжения 12, воздействующего на направляющие аппараты дымососов.

Для предотвращения значительных отклонений разряжения в верхней части топки от заданного значения в схеме иногда предусмотрена динамическая связь от регулятора экономичности к регулятору разряжения. Динамическая связь функционирует лишь в переходных режимах, приводя в соответствие расход уходящих газов новому значению расхода воздуха, не дожидаясь изменения разрежения в верхней части топки котла.

На рис. 3 – 9 дана принципиальная схема регулирования процесса горения котла при работе на пылеугольном топливе.

Рис. 3 – 9

Как следует из анализа схем на рис. 3 – 8, 3 – 9, они отличаются лишь сигналами, воздействующими на регулятор топлива и регулятор экономичности. Действительно, в схеме на рис. 3 – 9 на регуляторы топлива и экономичности поступает на сигнал по расходу топлива, а сигнал по расходу пара 5 и скорости изменения давления пара в барабане котла – 4, характеризующие собой сигнал по теплу (тепло-воздух).

В этом случае регулятор топлива воздействует на плоский контроллер (ПК), изменяющий число оборотов пылепитателей, а, следовательно, и расход топлива в топку котла. В остальном работа системы регулирования процесса горения по схеме тепло-воздух (рис. 3 – 9) аналогична работе системы регулирования процесса горения по схеме топливо-воздух (рис. 3 – 8).

§ 3-7 Регулирование питания барабанных котлов водой

Системы автоматического регулирования питания предназначены для поддержания уровня в барабане котла в заданных пределах при сохранении соответствия между подачей воды и пара котла.

В частности, если расход питательной воды больше чем расход пара, это приводит к чрезмерному увеличению уровня в барабане и запросу воды в котел и даже в турбину. С другой стороны, снижение уровня в барабане котла нарушает циркуляцию воды в экранных трубах, что влечет за собой их пережог. Этим и объясняются повышенные требования надежности, предъявляемые к автоматическому регулированию питания котла.

Применять одно- и двухимпульсные схемы регулирования уровня на котлах среднего и высокого давления нельзя, так как в этих котлах наблюдается явление «набухания» уровня при изменении нагрузки котла. Типовая схема регулятора питания энергетических котлов водой представлена на рис. 3 – 10.

Регулятор питания – 1, получает сигналы по уровню – 3, расходу пара – 4 и воды – 2, воздействует на изменение подачи питательной воды в котел.

В котлах низкого давления сигналы по расходу воды и пара не используется.

§ 3-8 Регулирование непрерывной продувки

При эксплуатации котлов необходимо обеспечить такие условия его работы, чтобы поверхности нагрева, подверженные действию высоких температур (пароперегреватель, экранные поверхности нагрева), имели как можно меньше вероятности отложения солей, что может вызвать местный пережог труб. Это возможно осуществить при условии, что из барабана котла будет сбрасываться котловая вода с большим содержанием солей, собираемая в специальных соляных отсеках. Использование автоматических регуляторов позволяет уменьшать потери тепла с продувочной водой, поддерживая допустимое солесодержание котловой воды.

В настоящее время на барабанных котлах используется двухимпульсная схема регулирования непрерывной продувки (рис. 3 – 11). Здесь регулятор непрерывной продувки – 1, получая импульс по солесодержанию котловой воды – 2 и опережающий сигнал по расходу пара за котлом – 3, воздействует на сброс в дренаж котловой воды с большим содержанием солей в дренаж. ПТЭ

§ 3-9 Регулирование температуры перегрева пара

Для регулирования температуры перегрева пара барабанных котлов можно использовать как поверхностные, так и впрыскивающие пароохладители, причем инерционность первых существенно больше, чем вторых.

Поэтому в настоящее время наибольшее распространение получили системы регулирования температуры перегрева пара, использующие впрыскивающие пароохладители, изменяющие температуру пара путем впрыска конденсата в пароперегреватель.

В связи с тем, что пароперегреватель представляет собой объект с большим транспортным запаздыванием, то с целью более точного поддержания температуры перегрева пара пароперегреватель разбивается на два-три участка, на каждом из которых имеется пароохладитель, который регулируется самостоятельно, поддерживая требуемую величину температуры пара по тракту пароперегревателя.

На рис. 3 – 12 представлена принципиальная схема одного участка регулирования температуры перегрева пара современных котлов высокого давления. Конденсат на впрыск пароохладителя поступает из конденсатора, где конденсируется пар барабана котла.

Как следует из этой схемы, каждый из регулируемых участков представляет собой двухконтурную систему автоматического регулирования температуры, в которой внутренний контур является малоинерционным, а внешний – инерционный, стабилизирующий температуры пара за соответствующим пакетом пароперегревателя.

Внутренний контур состоит из датчика – 2, контролирующего температуру пара за впрыском, дифференциатора – 3, преобразующего сигнал температуры в сигнал по скорости изменения температуры пара за впрыском и регулятора – 1, воздействующего на впрыск конденсата и подавляет возмущения, идущие по каналу регулирующего воздействия.

Внешний контур служит для стабилизации регулируемой температуры перегрева пара на выходе из котла или за участком пароперегревателя при действии на регулируемый объект возмущений, влияющих на теплоотдачу от газов к пару на участке между впрыском и выходом пара из соответствующего пакета пароперегревателя. Датчик – 4 контролирует температуры перегретого пара и регулятор – 1 воздействует на впрыск конденсата в пароохладитель.

Необходимо отметить, что динамическая настройка внутреннего контура определяется параметрами настройки регулятора – 1, а внешнего контура – параметрами настройки дифференциатора – 3 (рис. 3 – 12).

§ 3-10 Регулирование температуры промперегрева пара

Регулирование вторичного перегрева пара впрыском неэкономично, так как пар, образовавшийся в результате испарения конденсата, не проходит через проточную часть ЦВД турбины и КПД установки снижается.

Поэтому для регулирования температуры вторичного пара используются поверхностные пароохладители. Эти пароохладители бывают двух типов: паропаровые пароохладители (ППТО) и газопаровые пароохладители (ГППТО). Первые из них выносятся из газохода котла, а вторые размещаются в газоходе котла. Конструктивно эти пароохладители представляют собой теплообменники типа труба в трубе. По трубам малого диаметра пропускается греющий пар, а по трубам большого диаметра – вторичный нагреваемый пар.

Схема регулирования температуры с ППТО представлена на рис. 3 – 13. Как следует из рисунка, вторичный пар делится на два потока. Один из них проходит через ППТО, а другой идёт по байпасной линии и эти потоки смешиваются за подогревателем.

Эта схема регулирования аналогична схеме регулирования первичного пара. Сигнал по температуре пара за местом смешения холодного и горячего потока воспринимается термопарой (1) и подается на дифференциатор (2), где преобразуется в сигнал по скорости изменения температуры и поступает на регулятор температуры (4). Регулятор температуры воздействует на клапан, меняющий количество пара, идущего через байпас и ППТО, и в результате быстро стабилизирует температуру пара за впрыском. Окончательная стабилизация температуры на выходе пара осуществляется за счет основной термопары (3). В схеме с газовым пароподогревателем (ГППТО) байпас на вторичном паре отсутствует, а регулирование температуры осуществляется за счет изменения количества греющего пара, идущего на ГППТО и помимо него.

§ 3-11 Особенности автоматического регулирования прямоточных паровых котлов

В отличие от барабанных котлов, имеющих четко выраженную границу между водоводяной и пароперегревательной частью в виде аккумулирующей емкости (барабана котла), у прямоточных котлов такая граница отсутствует. Действительно, процесс преобразования воды в пар и выделение солей из питательной воды у прямоточных котлов осуществляется в так называемой переходной зоне, вынесенной в область низких температур. Указанное конструктивное различие и приводит к тому, что на регулирование процессом парообразования прямоточных котлов должны накладываться более жесткие требования. В частности, если у барабанных котлов регулирование процесса горения, уровня в барабане, температуры перегрева пара и непрерывной продувки развязаны за счет аккумулирующей емкости барабана, то в прямоточных котлов все эти параметры жестко связаны через объект регулирования, то есть влияние этих параметров друг на друга чрезвычайно велико. Это и обусловило особенности построения систем регулирования прямоточных котлов, основные из которых заключаются в следующем.

Автоматическое регулирование подачи топлива в топку котла и питание его водой должны быть взаимосвязаны друг с другом. Это вызвано тем, что с увеличением подачи топлива в топку при неизменном расходе питательной воды переходная зона смещается в область экранных поверхностей нагрева, что приводит к опасности пережога труб. С другой стороны, уменьшение подачи топлива (при постоянном расходе питательной воды) приводит к смещению переходной зоны в область пароперегревателя, что ведет к пережогу труб пароперегревателя и забросу воду в турбину. Аналогичная картина будет наблюдаться и в том случае, если изменение расхода питательной воды осуществляется при неизменном расходе топлива.

Первичное регулирование температуры по тракту котла, обеспечивающее поддержание в заданных пределах переходной зоны, осуществляется путем стабилизации расхода питательной воды и топлива.

Это обеспечивается за счет того, что регуляторы топлива и питания котла водой получают одни и те же сигналы по расходу топлива (или по «теплу» вносимого в топку пылеугольным топливом). Так при работе на газомазутном топливе, первичная стабилизация температуры по пароводяному тракту представлена на рис. 3 – 14.

Здесь регулятор топлива – 1 получает сигналы по расходу топлива – 2, давлению пара за котлом – 3 и сигнал от корректирующего регулятора – 4, обеспечивающего поддержание нагрузки котла.

Регулятор расхода питательной воды на котел получает сигналы по расходу питательной воды – 7 и расходу топлива – 8, обеспечивая требуемый расход питательной воды на котел, соответствующий расходу топлива.

Регулирование экономичности процесса горения, разряжения в топке прямоточного котла и температуры перегрева пара осуществляется по схемам, аналогичным рассмотренным схемам регулирования этих участков в барабанных котлах. На рис. 3 – 15 представлена принципиальная схема регулирования пароводяного тракта прямоточного котла, работающего на пылеугольном топливе и отражающая основные особенности автоматического регулирования котлов подобного типа.

Изменение давления – 2 паровой магистрали воспринимается корректирующим регулятором – 1, воздействующим на изменение задания регуляторам топлива - 3 отдельных котлов. Регулятор топлива – 3, кроме этого получающий сигнал по теплу, то есть суммарный сигнал по расходу пара за котлом – 4 и скорости изменения давления пара – 6 после верхней радиационной части (ВРЧ) котла и воздействующий на изменение количества топлива, подаваемого в топку котла.

Изменение подачи топлива в топку котла приводит к изменению количества тепла, вносимого в топку, и воспринимается регулятором питания – 7, получающим, как и регулятор топлива, сигнал по теплу  , а также сигнал по расходу питательной воды – 8 (схема тепло-вода) и воздействующим на изменение расхода питательной воды. Таким образом, осуществляется поддержание заданного соотношения «тепловая нагрузка – расход питательной воды», обеспечивающее первичное грубое регулирование температуры по тракту котла.

При произвольных изменениях подачи топлива (или воды) регуляторы топлива и питания вступают в работу одновременно, приводя в соответствие расход топлива – расход питательной воды.

В связи с тем, что в переходной зоне (ПЗ₁ и ПЗ₂) должно быть обеспечено выпадение солей, в схеме регулирования предусмотрен регулятор впрыска – 9, поддерживающий требуемую температуру или влажность пара в области переходной зоны. Стабилизирующими параметрами для регулятора впрыска – 9 являются либо влажность пара в начале переходной зоны – 10, либо температура пара за переходной зоной, при отклонении, которых от заданного значения регулятор воздействует на изменение впрыска питательной воды, отбираемой из тракта котла после водяного экономайзера (ВЭ).

Поддержание температуры перегретого пара на выходе из котла осуществляется, как и в схемах регулирования температуры перегрева пара барабанных котлов.

В заключение необходимо отметить, что с изменением типа прямоточного котла схемы регулирования пароводяного тракта в основном остаются без изменения, за исключением путей стабилизации температуры пара по тракту котла с помощью регуляторов впрыска первых ступеней - 9, выбор которых определяется конструктивными особенностями котлов (сепараторный или безсепараторный).

§ 3-12 Автоматическое управление паровых промышленных котлов

Схема управления паровых промышленно-отопительных котлов типа ДКВР, работающих на низком давлении существенно проще, чем энергетических котлов. Это объясняется тем, что, как правило, эти котлы работают на постоянных нагрузках и давление насыщенного пара на этих котлах не превышает 1,3 МПа. Схема управления этого котла представлена на рис. 3 – 16.

При изменении давления пара за котлом сигнал от датчика давления – 1 подается на регулятор давления – 2, который воздействует на изменение расхода топлива до тех пор, пока давление пара не стабилизируется.

Регулятор соотношения топливо-воздух – 5 получает сигналы от датчиков по расходу топлива – 4 и давлению воздуха – 3, подаваемых к горелкам котла. В том случае, если их соотношение не соответствует заданному, регулятор воздуха – 5 воздействует на направляющие аппараты вентиляторов, изменяя расход воздуха, до тех пор, пока соотношение топливо-воздух не стабилизируется.

Регулятор разряжения – 7 получает сигнал от датчика разряжения – 6 в верхней части топки и, если оно не соответствует заданному, воздействует на направляющие аппараты дымососов, меняя расход уходящих газов.

Регулятор питания котла водой – 10 получает сигналы по уровню воды в барабане котла – 8 и по расходу питательной воды – 9. В случае, если эти параметры будут отклоняться от заданных, регулятор питания воздействует на изменение расхода питательной воды до тех пор, пока уровень воды в барабане котла не стабилизируется.

§ 3-13 Автоматическое управление водогрейных котлов

Схема управления водогрейными котлами еще более упрощается, т.к. нет необходимости регулировать уровень в барабане котла из-за его отсутствия в прямоточных котлах или барабан полностью заполнен водой. Типовая схема управления таких котлов представлена на рис. 3 – 17.

Как следует из схемы, температура горячей воды измеряется термосопротивлением – 1 и подается на регулятор температуры – 2, который воздействует на изменение расхода газа к горелкам котла до тех пор, пока температура воды за котлом не стабилизируется.

Регулятор соотношения топливо-воздух – 5 получает сигналы по расходу газа – 4 и давлению воздуха – 3 (пропорциональное расходу воздуха). Если соотношение расходов газа и воздуха не соответствует заданному, то регулятор воздействует на направляющие аппараты вентиляторов, меняющих расход воздуха до тех пор, пока он не придет в соответствие с расходом газа.

Регулятор разряжения – 7 получает сигнал по давлению газа в верхней части топки – 6 и, если оно не соответствует заданному, воздействует на направляющие аппараты дымососов, изменяющие на расход уходящих газов.

В настоящее время на водогрейных котлах малой мощности используется упрощенная схема управления. Здесь регулирование температуры воды за котлом осуществляется за счет байпасирования воды части холодной воды помимо котла и смешении за котлом горячего и холодного потока. Подача расхода газа и воздуха на котел и отвод уходящих газов от котла здесь не меняются при изменении температуры газов.