Расход топлива на барабанном котлоагрегате

Введение дополнительного  корректирующего сигнала по давлению пара в котле повышает точность поддержания  оптимального количества топлива в  системе регулирования экономичности  при изменении качественного  состава топлива, топочных возмущений и т.д.

 

 

Рисунок 3.3 – Структурная схема регулятора топлива с коррекцией по давлению.

 

3. Анализ существующих схем регулирования разряжения в топке

 

Регулирование разряжения по схеме "задание – разряжение"

В данном случае регулирующее устройство получает импульс по разряжению в топке от датчика разряжения и воздействует на направляющий аппарат дымососа, поддерживаю заданное оптимальное значение разряжения в топке.

 

Рисунок 3.4 – Структурная схема регулятора разряжения.

 

Регулирование разряжения с использованием динамической связи от регулятора воздуха

Такая схема регулирования  применяется для улучшения качества регулирования в переходных режимах  в системах регулирования разряжения котельных агрегатов большой  производительности. Динамическая связь позволяет компенсировать все возмущения в топке, которые возникают при работе регулятора воздуха.

 

Рисунок 3.5 – Структурная схема регулятора разряжения с динамической связью.

 

 

4. Получение объекта модели

 

 

Чтобы рассчитать САР, необходима математическая модель объекта управления, т.е. уравнения, которые описывают процессы, происходящие в системе.

Модель динамики объекта  получена методом активного эксперимента. Он заключается в снятии переходных характеристик и определении  по ним коэффициентов передаточной функции. Переходная характеристика - это решение дифференциального уравнения системы при ступенчатом входном воздействии и нулевых начальных условиях. Данная характеристика, как дифференциальное уравнение, характеризует динамические свойства линейной системы (стационарность свойств объекта, линейность объекта регулирования, сосредоточенность параметров объекта).

Для определения динамических характеристик объекта регулирования  получены кривые переходных процессов  соответственно при возмущениях регулирующим органом – расходом (давлением) топлива.

 

4.1 Расчет одноконтурной  САР расхода топлива

 

При ступенчатом открытии регулирующего клапана на 10 % получена зависимость изменения расхода топлива, в общем топливопроводе с течением времени. При этом давление возросло на 0.3 кПа, что составляет 15 % от диапазона его измерения. Отсюда:

 

 

Коэффициент передачи измерительного преобразователя:

 

 

 

 

Коэффициент передачи исполнительного  механизма:

 

 

 

Коэффициент передачи системы  по каналу давление топлива равен:

 

 

Время запаздывания объекта 

 

Рисунок 4.1 – Кривая разгона по каналу расхода топлива.

 

 

 

 

Производится нормирование полученной кривой разгона с использованием следующей формулы:

 

 

Кривая разгона объекта  может быть аппроксимирована передаточной функцией вида:

 

 

Кривая инерционной  составляющей, была аппроксимирована в Linreg следующей передаточной функцией:

 

 

Погрешность аппроксимации  – СКО = 0.0025

 

Рисунок 4.2 – Модель одноконтурной САР расхода топлива

 

 

Рисунок 4.3 – КЧХ объекта

 

Для правильного функционирования регулятора необходимо рассчитать оптимальные настройки. Расчет настроек регулятора проводится двумя методами: ПИ-регулятора Ротача и ПИД-регулятора Ротача.

 

 Рисунок 4.4 – Выход одноконтурной САР расхода по заданию

 

Таблица 4.1 Настройки регуляторов полученные с помощью программы LinReg

Параметр настройки	ПИ-Регулятор (метод Ротача)	ПИД-Регулятор (метод Ротача)
Kp	0,226	0,39
Tи	2,38	1,83
Тд	0	1,84

 

Рисунок 4.5 – Выход одноконтурной САР расхода по внутреннему возмущению.

 

 

Рисунок 4.6 – Варьированная АЧХ одноконтурной САР расхода

 

Сравнение двух методов: ПИ-регулятора Ротача и ПИД-регулятора Ротача в табл.4.1. показало что, с  настройками ПИ регулятора по методу Ротача В. Я., при изменении задания, наблюдается наименьший выброс и время регулирования, наибольшая степень затухания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

 

Данный котлоагрегат был рассмотрен как объект автоматизации, а именно были изучены контрольно-измерительные  приборы, входящие в заводскую поставку котла и текущий метод регулирования расхода топлива и управление котлоагрегатом.

Аналитически было оценено  состояние автоматического регулирования  расхода топлива котлоагрегата  и были найдены и проанализированы методы для улучшения качества управления.

Была разработана модель объекта, путем аппроксимации инерционного и малоинерционного контуров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. М.И. Резников, Ю.М. Липов «Паровые котлы тепловых электростанций»
2. Н.А. Киселев «Промышленные котельные установки»
3. «Эксплуатация паровых котлов и паротрубопроводов» под ред. Божко
4. Н.И Еремин, А.Н Наумчик, В.Г Казаков «Процессы и аппараты глиноземного производства»
5. Н.А. Киселев «Устройство и эксплуатация котлов»
6. В.М. Максимов «Котельные агрегаты большой паропроизводительности»
7. В.Г. Александров «Паровые котлы средней и малой мощности»
8. «Теплотехника» под редакцией А.П. Баскакова
9. С.Я. Белинский «Теплофикация и теплоэлектроцентрали»
10. «Учет и контроль расхода энергоносителей и тепловой энергии» под редакцией В.С. Кахановича