2.6. Автоматизация узлов горячего водоснабжения.

Oсновная задача автоматического регулирования систем горячего водоснабжения – поддержание постоянной заданной температуры воды в местах ее разбора. Как правило, автоматически поддерживают постоянную температуру воды (60 ^оС) на узлах горячего водоснабжения ЦТП.

Для обеспечения качественного снабжения потребителей горячей водой необходимо непрерывная работа циркуляционного насоса. При закрытой системе теплоснабжения, когда на вводах горячего водоснабжения устанавливают водоводяные подогреватели, широко применяется схема регулирования температуры нагреваемой воды путем изменения количества сетей воды (рис. 2.5 а,б,в) или путем разделения потока сетевой воды трехходовым регулирующим клапаном на два: поступающих поток направляется в подогреватель, а перепускаемый по обводной линии (рис.2.5, г).

Рис. 2.5 Схемы автоматического регулирования температуры воды горячего водоснабжения при закрытой системе теплоснабжения: а-параллельная: б-смешанная двухступенчатая; в-двухступенчатая последовательная; г-схема с трехходовым регулирующим клапанам; ТС- регулятор температуры; РР-регулятор расхода.

При таком способе регулирования обеспечивается примерно постоянный расход сетевой воды, что исключает польностью или частично гидравлическую разрегулировку тепловой сети.

При открытой системе теплоснабжения на узлах горячего водоснабжения отсутствуют водоводяные подогреватели; горячая вода к потребителю поступает непосредственно из тепловой сети. Температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, регулируется смешением потоков воды из подающего и обратного трубопроводов тепловой сети.

Широкое распространение получили схемы с установкой регулирующего клапана на падающем трубопроводе и обратного клапана на обратном трубопроводе (рис. 9.6,а) и с применением трехходового клапана смещения (рис. 9.6,б).

Рис. 2.6 Схемы автоматического регулирования температуры воды горячего водоснабжения при открытой системе теплоснабжения с двухходовым (а) и с трехходовым регулирующим клапаном (б)

Режим работы систем горячего водоснабжения отличается значительной неравномерностью расхода воды в течение суток, причем расход сетевой воды изменяется не только в течение суток, но и в течение года. Например, в системе горячего водоснабжения с параллельной схемой включения подогревателей при увеличении температуры воды в подающем трубопроводе тепловой сети с 70 идо 150 ^оС расход сетевой воды на горячее водоснабжение уменьшается примерно в 3,5 раза. При непосредственном водоразборе в открытых системах теплоснабжения увеличение температуры воды в подающем трубопроводе приводит к некоторому снижению ее расхода.

3. Автоматическое регулирование паровых котлов

Особенности котельных агрегатов как объектов регулирования. Котельные агрегаты являются сложными объектами автоматического регулирования с большим числом регулируемых параметров и регулирующих воздействий. Котлы обладают значительной аккумулирующей способностью тепловой энергии в воде, паре и металле пароводяного тракта. Наконец, котельные агрегаты характеризуются значительными скоростями протекания процессов в пароводяном тракте. Так, снижение уровня воды в барабане котла на 100 мм при полной паропроизводительности котельного агрегата с прекращением подачи питательной воды происходит за 20 с.

Показателями течения тепловых процессов на котельном агрегате являются регулируемые параметры. В их числе внешние: расход пара, давление пара при выходе из котла, температура перегрева пара и внутренние: уровень воды в барабане котельного агрегата, коэффициент избытка воздуха, разрежение в топке и др.

Характер течения процессов в котельном агрегате определяется видом и величиной воздействий: внешних – со стороны потребителя, внутренних – изменение состава и качества топлива, избытка воздуха, подаваемого в топку котла, разрежения в топке, изменение расхода питательной воды.

Задачи регулирования котельных агрегатов. К задачам регулирования котельных агрегатов, которые диктуются как требования потребителей пара, так и необходимостью обеспечения надежного и экономичного режима работы самих котлов, относятся следующие:

- приведение нагрузки котельного агрегата в соответствие с заданием;

- поддержание заданных значений давления и температуры пара, поступающего потребителю;

- поддержание такого соотношения между подачами топлива и воздуха, а для котлов с шахтно-мельничными топками такого распределение первичного и вторичного воздуха, которое отвечает наивысшей экономичности топочного процесса;

- стабилизация разрежения в топке;

- поддержание в барабанных котельных агрегатах постоянного уровня воды в барабане в установленных пределах, а также солесодержания котловой воды;

Для котлов прямоточного типа, кроме перечисленных выше:

- поддержание заданных значений влажности и температуры пара по водопаровому тракту и в первую очередь в районе переходной зоны, где должно происходить отложение солей, во избежание перемещения этой зоны в область радиационного обогрева;

- поддержание в котельных агрегатах с промывочно-сепарационной схемой определенной влажности пара перед сепаратором;

Перечисленные задачи решаются путем воздействия на регулировочные органы котельного агрегата, управляющие подачами питательной воды, топлива, общего, а при шахтно-мельничных топках и первичного воздуха, отсосом дымовых газов, подачей охлаждающей воды на пароохладители или другими средствами регулирования температуры пара, величиной непрерывной продувки воды из барабана котлоагрегата.

Паровой котел как объект регулирования. Паровой котел представляет сложную динамическую систему с несколькими взаимосвязанными входными и выходными величинами. Однако выраженная направленность участков регулирования по основным каналам регулирующих воздействий позволяет осуществлять стабилизацию и изменение регулируемых параметров с помощью независимых одноконтурных систем, связанных через объект регулирования – котельный агрегат.

Автоматическая система регулирования (САР) барабанного парового котла в целом состоит из отдельных замкнутых контуров:

- давления перегретого пара и тепловой нагрузки;

- экономичности процесса горения топлива;

- разрежения в верхней части топки;

- температуры перегретого пара;

- питания котловой водой;

- качества котловой воды.

Требования высокой точности регулирования параметров для обеспечения надежной и экономичной работы котельного агрегата обуславливает необходимость применения быстродействующих автоматических регулирующих устройств. В регулировании котлоагрегатов широко применяются электрические схемы с электронными регуляторами. В качестве исполнительных механизмов используются электромеханические сервоприводы с редукторами и колонки дистанционного управления.