+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Котел паровой автоматизированный


Глава 12. 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 (АСР) 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.

studfiles.net

Автоматизированный паровой котел

Котельное оборудование согласно нормам TRD 604 (эксплуатация парового котла без постоянного наблюдения со стороны персонала в течение 24/72 часов) или в соответствии с другими европейскими директивами, например EN 12953 часть 6.

A — Самоконтролируемый электродный датчик нижнего уровня NRG 16-40 A J — Реле нижнего уровня NRS 1-40/NRS 1-40.1 B R — Пропорциональное регулирование уровня с полностью интегрированным индикатором второго уровня и проводимости (TDS): электродный датчик NRG 26-40, контроллер уровня NRR 2-40, управляющий терминал с дисплеем URB 1/URB 2 C — Самоконтролируемый электродный датчик верхнего уровня NRG 16-41 и реле верхнего уровня NRS 1-41 D E — Контроль TDS/ Непрерывная и периодическая продувка котла: Электродный датчик проводимости LRG 16-40, контроллер непрерывной продувки LRR 1-40, клапан непрерывной продувки BAE, клапан периодической продувки MPA, 3/2-ходовой соленоидный клапан, сетчатый фильтр F — Охладитель проб G — Сепаратор непрерывной продувки (отделитель пара вторичного вскипания) H — Теплообменник-регенератор для охлаждения продувочной воды I — Расширитель периодической продувки (смешивающий охладитель) G — Самоконтролируемый ограничитель температуры: термометр сопротивления TRG 5-65, термореле TRV 5-40, NRS 1-40.1 (только при наличии перегревателя) K — Предохранительный клапан GSV L — Ограничитель давления DSH M — Контроллер/датчик давления N — DISCO обратный клапан RK86A

alvas-eng.ru

15.2 Автоматические защиты барабанных паровых котлов.

Защита от повышения давления пара.Паровой котел на случай повышения давления пара сверх допустимого снабжается предохранительными клапанами, действующими по принципу регуляторов давления «до себя» (управляющий сигнал на регулятор выбирается до регулирующего органа).

Клапаны устанавливаются на выходном коллекторе пароперегревателя и барабане котельной установки. Суммарная пропускная способность этих клапанов выбирается с некоторым запасом по отношению к максимальной паропроизводительности котла на случай отказа части клапанов.

При этом клапаны, установленные на выходном коллекторе, должны открываться раньше барабанных и при меньшем по абсолютному значению давления пара на 0,2-0,3 МПа, с тем чтобы обеспечить охлаждение змеевиков пароперегревателя паром при наличии факела в топке.

На современных паровых котлах и паровых коллекторах в комплекте предохранительных клапанов используется специальные импульсные устройства – импульсные клапаны (рис. 15.1).

При нормальном давлении импульсный клапан (1) закрыт под давлением груза (2). Главный клапан (4) плотно закрыт под давлением пара в коллекторе. При повышении давления пара в коллекторе пароперегревателя сверх допустимого сначала открывается импульсный клапан (1) за счет того, что сила давления пара на запорную тарелку клапана превышает силу давления на нее со стороны груза (2).

Рис. 15.1 Принципиальная схема импульсного предохранительного устройства.

1 – импульсный клапан, 2 – груз, 3 – электромагнит, 4 – главный предохранительный клапан.

Кроме того, импульсный клапан (1) может быть открыт под действием усилия электромагнита (3), который действует по сигналу от электроконтактного манометра.

При открытии импульсного клапана (1) давление пара над поршнем главного клапана (4) возрастает по сравнению с давлением в коллекторе, и поршень начнет смещаться вниз, открывая главный клапан (4). Это вызовет пропуск избыточного пара в атмосферу и восстановление давления пара в коллекторе паропровода до значения, при котором импульсный клапан (1) вновь закроется под действием груза (2) или электромагнита (3).

Прекращение доступа пара со стороны импульсного клапана (1) в надпоршневое пространство главного клапана (4) вызовет его закрытие под действием давления пара в коллекторе.

Защита по уровню воды в барабане. Упуск уровня и перепитка барабана относится к самым тяжелым авариям на ТЭС. Каждый паровой котел оснащается системой автоматической защиты от повышения и понижения уровня. Понижение уровня на 100-200 мм ниже установленного предела вызывает останов котельной установки – отключаются дутьевые вентиляторы и системы топливоснабжения.

Защита от понижения уровня выполняет одновременно функции защиты от разрыва экранных труб парового котла, так как упуск воды в барабане котла приводит к нарушению питания экранных труб и пережогу их при наличии факела в топке.

Защита от превышения уровня сверх установки сигнализации по уровню имеет два предела срабатывания. Достижение уровнем первого предела до 100 мм вызывает открытие запорных задвижек на линии аварийного сброса воды из барабана. При достижении уровнем второй предельной отметки (до 120-150 мм) действие защитных устройств должно привести к останову котла, как и при упуске воды.

Логические схемы защит осуществляют последовательность срабатывания пусковых и отключающих устройств. Так, для срабатывания защиты от повышения уровня в барабане до 2-го установленного значения на защитное устройство должны поступать сигналы датчиков уровня № 1 (100 мм) и № 2 (120)150 мм). Если сигнал поступает одновременно от двух датчиков, система защиты отключит дутьевой вентилятор и подачу топлива. Останов дутьевого вентилятора и прекращение подачи топлива в топку котельного агрегата должны вызвать закрытие главной паровой задвижки для прекращения доступа пара в котел из общей магистрали с одновременным открытием продувки пароперегревателя и закрытием запорного клапана на линии впрыска собственного конденсата для предотвращения доступа воды в пароохладитель и паровой котел.

Защита от потускнения и погасания факела. В случае погасания факела в топке подача топлива на котел должна быть прекращена, так как его скопление может привести к образованию взрывоопасной смеси, одновременно отключаются дутьевые вентиляторы.

Паровые котлы, работающие на пылевидном топливе, дополнительно снабжаются защитой от потускнения факела, воздействующей на подачу резервного топлива - включение газовых горелок или мазутных форсунок при снижении уровня светимости факела.

Схема защиты содержит реле времени, которое задерживает команды на открытие клапана с электромагнитным приводом на линии резервного топлива на 5-10с., что необходимо для предотвращения ложных срабатываний в случае кратковременных потускнений (мерцаний) факела.

Защита от понижения температуры первичного перегретого пара.Автоматические защитные устройства этого вида выполняют роль защиты от заброса частиц воды в паропровод и проточную часть турбоагрегата.

При понижении температуры пара до предельного значения сигнал от температурного датчика (термопары) воздействует на останов дутьевого вентилятора и далее на останов котла.

В энергоблоках защита от понижения температуры пара относится к турбине и воздействует на закрытие его стопорного клапана.

Аналогично устроена защита от повышения температуры первичного пара сверх установленного максимально значения.

Защитные устройства мельничных систем парового котла.Помимо защит от повышения температуры аэросмеси за шаровой и молотковой мельницами, воздействующих на открытие заслонки на линии присадки холодного воздуха, на мельничных системах предусматривается защитное устройство, действующее на останов мельниц при понижении давления масла в системе смазки подшипников.

Этот сигнал формируется электроконтактным манометром. При падении давления масла до 1-го установленного значения включается резервный масляный насос. При падении давления масла до 2-го установленного значения срабатывает отключающее устройство электропривода мельницы и останавливается питатель сырого угля.

На обоих типах мельниц может быть предусмотрено включение вибраторов на линиях подвода сырого угля при забивании их и обрыве подачи топлива. Отключение вибраторов производится после восстановления подачи топлива или по истечении установленной выдержки времени.

В системах пылеприготовления с ШБМ при забиваниях циклона предусматривается отключение мельниц.

studfiles.net

Паровой котел как объект автоматизации

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.

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 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 (АСР) 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.

studopedia.net


Смотрите также