Паровые котлы

Паровые котлы.

В котельных локомотивных и вагонных депо, а также железнодорожных узлов устанавливаются, как правило, паровые котлы паропроизводительностью до 50 т/час, которые оснащаются четырьмя системами автоматического регулирования.

1. АСР нагрузки

2. АСР экономичности

3. АСР разрежения

4. АСР питания

1. АСР нагрузки.

Способы и схемы автоматического регулирования тепловой нагрузки паровых котлов зависят от режима их работы (базовый или регулирующий).

Рекомендуемые материалы

 Базовый режим - это режим поддержания паровой нагрузки парогенератора на заданном уровне вне зависимости от изменения тепловой нагрузки котельной, которая может изменяться в течение суток.

Колебания тепловой нагрузки воспринимает парогенератор работающий в регулирующем режиме.

Главным способом регулирования нагрузки по давлению пара является воздействие на расход топлива, подаваемого в топку.

Структурная схема замкнутой АСР нагрузки для случая работы котла на газе в регулирующем режиме изображена на рис. 1

АСР содержит

Ø датчик давления 1 – манометр установленный на барабане котла,

Ø регулятор 2 с задатчиком  3,

Ø исполнительный механизм 4 и

Ø регулирующий орган – заслонка на газопроводе 5.

Рис. -1. Структурная схема АСР нагрузки парового котла

При регулировании группы паровых котлов, работающих на общий паропровод, поддержание постоянства давления пара в паропроводе обеспечивается за счет подачи соответствующего количества топлива в топку каждого парогенератора. Для этого устанавливается главный регулятор, воздействующий на регуляторы нагрузки котлов работающих в регулирующем режиме. У агрегатов, переведенных в базовый режим, отключается связь их регуляторов подачи топлива с главным регулятором. Такое решение целесообразно при большом числе параллельно работающих парогенераторов, когда нет необходимости держать все агрегаты в регулирующем режиме. Описанный способ регулирования группы паровых котлов не единственный.

2. АСР экономичности.

Основным способом регулирования экономичности является изменение количества воздуха, подаваемого в топку с помощью дутьевого вентилятора.

Существует несколько вариантов схем автоматического управления подачей воздуха в зависимости от способов косвенной оценки экономичности процесса горения по соотношению различных сигналов.

При постоянном качестве топлива его расход и количество воздуха, необходимое для обеспечения требуемой полноты сгорания, связаны прямой пропорциональной зависимостью, устанавливаемой в результате режимных испытаний. Если измерение расхода топлива осуществляется достаточно точно, то поддержание оптимального избытка воздуха можно осуществить по соотношению расход топлива — расход воздуха, используя схему регулирования подачи воздуха, известную под названием топливо — воздух (рис.2). При газообразном топливе требуемое соотношение между количествами газа и воздуха осуществляется просто - путем сравнения перепада давлений на сужающем устройстве, устанавливаемом на газопроводе, Δр_г с перепадом давлений на воздухоподогревателе Δр_в или на специальном измерительном устройстве расхода воздуха. Разность перепада давлений     (Δр_г-Δр_в) является входным сигналом автоматического регулятора.

Структурная схема АСР экономичности показана на рис. 2.

АСР содержит датчик расхода газа на котел 1а и датчик расхода воздуха – перепад давления на воздухоподгревателе 1б, регулятор 2 с задатчиком 3, исполнительный механизм 4 и регулирующий орган – заслонку на газопроводе 5.

Рис. 2 АСР экономичности

Введение дополнительного корректирующего сигнала по содержанию О2 от корректирующего регулятора повышает точность поддержания оптимального избытка воздуха в любой системе регулирования экономичности.

1. АСР разрежения

Наличие небольшого по величине (до 2— 5 мм вод. ст.) постоянного разрежения в верхней части топки необходимо по условиям нормального топочного режима. Оно препятствует выбиванию газов из топки, свидетельствует об устойчивости факела и является косвенным показателем материального баланса между нагнетаемым в топку воздухом и уходящими газами.

Объект регулирования по разрежению представляет собой топочную камеру с включенными последовательно с нею газоходами от поворотной камеры до всасывающих патрубков дымососов. Входным регулирующим воздействием этого участка служит расход отсасываемых дымовых газов, определяемый производительностью дымососов. К внешним возмущающим воздействиям следует отнести изменение расхода воздуха в зависимости от тепловой нагрузки агрегата, к внутренним — нарушения газовоздушного режима, связанные с работой систем пылеприготовления, операциями по удалению шлака и т. п.

Регулирование разрежения обычно осуществляется посредством изменения количества уходящих газов, отсасываемых дымососами. При этом их производительность можно регулировать:

Ø - поворотными многоосными дроссельными заслонками направляющими аппаратами,

Ø - изменением числа оборотов рабочего колеса дымососа с помощью изменения скорости вращения его первичного двигателя (частотное регулирование).

Наибольшее распространение получила схема регулирования разрежения с одноимпульсным регулятором.

Структурная схема АСР разрежения показана на рис. 3

АСР содержит датчик разрежения 1 – тягомер получающий по импульсной трубке сигнал по разрежению в верхней части топки котла (порядка - 3-5 мм вод ст.), регулятор 2 с задатчиком 3, исполнительный механизм 4 и регулирующий орган – направляющий аппарат дымососа 5. 

Требуемое значение регулируемой величины устанавливается с помощью ручного задатчика ЗРУ регулятора разрежения 1.

Включения регулятора воздуха  приводит к временному нарушению материального баланса между поступающим воздухом и уходящими газами. При работе парогенератора в регулирующем режиме могут происходить частые изменения тепловой нагрузки и, следовательно, изменения расхода воздуха. Для предупреждения частого возникновения такого небаланса и увеличения быстродействия регулятора разрежения рекомендуется ввести в ПИ-регулятор разрежения дополнительное исчезающее воздействие от регулятора воздуха через устройство динамической связи .

Рис. 3. Структурная схема АСР разрежения

5. АСР питания

Структурная схема АСР питания котла водой показана на рис. 4

АСР содержит датчик уровня воды в барабане котла 1 – дифманометр, регулятор 2 с задатчиком 3, исполнительный механизм 4 и регулирующий орган – задвижку на трубопроводе питания котла водой 5.

Обратите внимание на лекцию "Структуризация сетей IP с помощью масок".

Рис. 4. Структурная схема АСР питания котла водой