18. Билет №7 Особенности регулирования прямоточных котлов

Особенности прямоточных котлов как объектов регулирования:

- большая протяженность пароводяного тракта котла, который укрупнено может быть разделен на три зоны – экономайзерную или водяную, испарительную или переходную, пароперегревательную или паровую;

- положение точки границы между испарительной и перегревательными зонами, изменяется в зависимости от паропроизводительности котла, количества подводимой теплоты и расхода питательной воды.

В котлах на сверхкритические параметры пара испарительная зона отсутствует, четкой границы между водяной и паровой зонами нет.

Автоматическое регулирование работы прямоточных котлов сложнее, чем барабанных. Объясняется это, во-первых, тем, что на такие регулируемые величины прямоточного котла, как расход, давления и температура пара, существенно влияют несколько регулирующих воздействий, а именно расходы питательной воды, воды на впрыски, топлива, что приводит к возникновению взаимных связей между отдельными регуляторами через объект регулирования. Во-вторых, играет роль и то, что возмущения топливом и питательной водой действуют в прямоточных котлах на температуру пара значительно интенсивнее, чем в барабанных. Последнее обстоятельство связано с тем, что суммарная аккумулирующая способность прямоточных котлов меньше, чем барабанных для одинаковой их паропроизводительности. Последнее обстоятельство затрудняет стабилизацию температуры пара.

13.1 Регулирование процессов горения и питания прямоточных котлов.

На отечественных прямоточных котлах применяют два варианта принципиальных схем регулирования питания и топлива.

В первом варианте на регулятор топлива возлагается функция поддержания заданной нагрузки котла, а на регулятор питания – функция приведения расхода питательной воды в соответствие с тепловой нагрузкой.

Схема регулирования реализована по принципу регулирования тепло-вода (рис 13.1.а).

Задающим сигналом регулятору топлива является сигнал по давлению пара (Р_о) при выходе из котла или от задатчика ручного управления (Зд).

В качестве величины, характеризующей тепловую нагрузку котла, используются:

а) сигнал по расходу пара в промежуточном сечении пароводяного тракта (переходной зоне) до первого впрыска - «видимый» расход пара D^вид_пр, который отличается от действительного D^о_пр из-за отклонения плотности пара ρ_np в месте установки сужающего устройства (диафрагмы) от принятого для его расчета значения (ρ^о_пр).

­­­_______

D^вид_пр = D^о_пр √ ρ^о_пр / ρ_пр

Рис. 13.1 Структурные схемы регулирования топлива и питания прямоточного котла.

б) сигнал по скорости изменения давления пара в переходной зоне dP_пз / dt. Этот сигнал компенсирует отклонение расхода пара, связанного с изменением аккумулированной теплоты при внешних изменениях нагрузки.

Кроме того, в этой схеме используется сигнал к регулятору топлива по давлению пара в промежуточной точке за диафрагмой (Р_пр) для компенсации влияния отклонения этого давления от расчетного значения на видимый расход пара. Для устранения влияния впрысков на расход питательной воды и повышения устойчивости АСР к регулятору питательной воды подается сигнал по скорости изменения температуры пара в средней радиационной части после сужающего устройства .

Применение схемы регулирования «топливо-вода» целесообразно при нестабильной работе пылеподающих устройств, недостаточном диапазоне регулирования топлива и других условиях, когда регулятор топлива не может обеспечить поддержания заданной тепловой нагрузки с такой точностью, чтобы без участия регулятора питания температура пара не выходила за допустимые пределы.

Во втором варианте схема регулирования организована по принципу «вода-тепло» (рис. 13.1,б). При этом регулятор питания поддерживает заданную нагрузку котла, а регулятор топлива приводит тепловую нагрузку в соответствие с расходом питательной воды.

К числу преимуществ второго варианта относят отсутствие связи регулятора питания через объект регулирования с регуляторами топлива и впрысков, что упрощает наладку и эксплуатацию системы регулирования, обеспечивает более точное поддержание температуры пара по пароводяному тракту в процессе изменения нагрузки котла и более точное поддержание нагрузки при топочных возмущениях.

Схемы регулирования воздуха и тяги аналогичны схемам для барабанных котлов.