Регулирование питания котельных агрегатов и регулирование давления в барабане котла главным образом сводится к поддержанию материального баланса между отводом пара и подачей воды. Главный параметр, характеризующий баланс — уровень воды в барабане котла. Надежность работы котельного агрегата во многом определяется качеством регулирования уровня. При повышении давления, снижение уровня ниже допустимых пределов, может привести к нарушению циркуляции в экранных трубах, в результате чего произойдет повышение температуры стенок обогреваемых труб и их пережег.
Повышение уровня также ведет к аварийным последствиям, так как возможен заброс воды в пароперегреватель, что вызовет выход его из строя. В связи с этим, к точности поддержания заданного уровня предъявляются очень высокие требования.
Сигнализация параметров и защиты, действующие на останов котла, необходимы, так как оператор или машинист котла не в силах уследить за всеми параметрами функционирующего котла. Вследствие этого может возникнуть аварийная ситуация. Например, при упуске воды из барабана, уровень воды в нем понижается, вследствие этого может быть нарушена циркуляция и вызван пережег труб донных экранов. Сработавшая без промедления защита, предотвратит выход из строя парогенератора. При уменьшении нагрузки парогенератора, интенсивность горения в топке снижается. Горение становится неустойчивым и может прекратиться. В связи с этим предусматривается защита по погашению факела
Надежность защиты в значительной мере определяется количеством, схемой включения и надежностью используемых в ней приборов. По своему действию защиты подразделяются на действующие на останов парогенератора; снижение нагрузки парогенератора; выполняющие локальные операции
Схема автоматизации регулирования и контроля парового котлоагрегата предусматривают следующие системы:
— система автоматического регулирования и контроля тепловой нагрузки котла;
— система автоматического регулирования и контроля питания котла;
— система автоматического регулирования и контроля соотношения газ — воздух;
— система автоматического регулирования и контроля разрежения в топке котла;
— система автоматического контроля давления;
— система автоматического контроля температуры;
— система автоматической отсечки газа.
1. Система автоматического регулирования и контроля тепловой нагрузки:
Регулятор тепловой нагрузки работает от двух параметров:
1. Перепад давления, пропорциональный расходу пара создается на диафрагме ДКС 10-200-А/Г (поз.1-2), установленной на паропроводе, преобразуется измерительным преобразователем САПФИР-22ДД-2420 (поз.1-3) в унифицированный токовый сигнал 0-5 мА. Подается на блок извлечения корня БИК-1 (поз.1-4), предназначенный для линеаризации статической характеристики преобразователя САПФИР-22ДД, с выхода которого поступает на регулятор РС 29.0.12 (поз.1-7) и на вторичный прибор ДИСК-250-2121 (поз.1-6);
2. Сигнал по изменению давления в барабане котла. Давление в барабане котла измеряется при помощи преобразователя САПФИР-22ДИ-2150 (поз.1-1). Унифицированный токовый сигнал 0-5 мА с преобразователя поступает на регулятор РС 29.0.12 (поз.1-7) и на вторичный прибор ДИСК-250-2121 (ПОЗ.1-5)
В регуляторе происходит суммирование сигналов с преобразователей с заданным значением. Если эти величины равны, то регулятор не оказывает воздействия на объект. Если регулируемый параметр отклоняется от заданного значения, то на выходе регулятора вырабатывается импульсный сигнал, который в усилителе У29.3 (поз.7-8) преобразуется в изменение состояния бесконтактных ключей. Усилитель У29.3 имеет три бесконтактных ключа для управления исполнительным механизмом МЭО 40/25-0,25Р (поз.1-9), вал которого через систему тяг и рычагов сочленен с регулирующим органом КРП 100,изменяющим подачу газа в топку котла
2. Система автоматического регулирования и контроля питания котла:
Регулятор питания котла работает по трехимпульсной схеме, используется три приема:
-расход питательной воды;
-расход пара;
— уровень в барабане котла
Расход питательной воды и расход пара измеряются методом переменного перепада. Перепад давления пропорциональный расходу питательной воды, создаваемый на диафрагме ДКС 10-100-А/Г-1 (поз.2-1), и перепад давления пропорциональный расходу пара, создаваемый на диафрагме ДКС 10-200-А/Г-1 (поз.1-2) измеряются и преобразуются преобразователями САПФИР-22ДД-2420 (поз.1-3;2-2) в унифицированные токовые сигналы 0-5 мА. С выхода измерительных преобразователей САПФИР-22ДД-2420 сигналы подаются на блоки извлечения корня БИК-1 (поз.1-4; 2-3), предназначенные для линеаризации статической характеристики преобразователей САПФИР-22ДД
Сигналы 0-5 мА с блоков БИК -1 поступают на вторичные приборы ДИСК -250-2121 (поз.1-6, 2-5) и на выход регулятора РС 29.0.12 (поз.2-7)
Уровень в барабане котла измеряется преобразователем САПФИР-22ДИ-2150 (поз.2-4) и преобразуется в унифицированный токовый сигнал 0-5 мА, который подается на вторичный прибор ДИСК -250-2121 (поз.2-6) и на вход регулятора РС 29.0.12 (поз.2-7)
В случае отклонения одного из указанных параметров регулятор РС 29 воздействует с помощью усилителя У 29.3 (поз.2-8) на механизм МЭО 40/25-0,25 (поз.2-9), который приводит в действие регулирующий орган КРП 100 (поз.2-10), установленный на трубопроводе питательной воды
Рис. 7 Одноимпульсный и двухимпульсный регулятор питания котла.
3. Система автоматического регулирования и контроля соотношения газ-воздух:
Измерение расхода газа и воздуха производится методом переменного перепада. Перепад давления на диафрагме ДКС 0,6-100-А/Г-1 (поз.3-2) и диафрагме ДКС 0,6-400- А/Г-1 (поз.3-1) измеряется преобразователем САПФИР-22ДД -2420 (поз.3-3;3-4).Сигнал 0-5мА с преобразователя поступает на блок извлечения корня БИК -1 (поз.3-5; 3-6) предназначенной для линеаризации статической характеристики преобразователя САПФИР-22ДД. Сигнал 0-5 мА с блока извлечения корня БИК -1 поступает на вторичный прибор ДИСК -250-2121 (поз.3-8;3-9) и на регулятор РС 29.0.12 (поз. 3-7)
В регуляторе РС 29 происходит суммирование двух поступающих сигналов ,а затем сравнение их с заданным значением. Если регулируемый параметр отклоняется от заданного значения, то на входе электронного блока регулятора появляется сигнал рассогласования. При этом на выходе регулятора вырабатывается импульсный сигнал (24В), который подается на усилитель У29.3. (поз.3-13).Усилитель У29.3 управляет исполнительным механизмом МЭО 40/10-0,25 (поз.3-11), который с помощью регулирующего органа изменяет подачу воздуха. В данной системе ведется коррекция по кислороду (О2) в отходящих газах.
Сигнал с индикатора на кислород «Альфа»(поз.3-12) через вторичный прибор ДИСК -250-2121 (поз.3-10) поступает на регулятор РС 29.0.42 (поз.3-14), на его выходе образуется сигнал, который является корректирующим для регулятора РС 29.0.12 (поз.3-7)
Рис.8 Гидравлическая система автоматического регулирования горения.
4. Система автоматического регулирования и контроля в топке котла:
Давление в топке котла измеряется при помощи преобразователя САПФИР -22 ДИВ -2310 (поз.4-1). Сигнал с преобразователя поступает на вторичный прибор ДИСК -250-2121 (поз.4-3) и на регулятор РС 29.0.12 (поз.4-2). В случае отклонения регулируемого параметра регулятор РС 29,который с помощью усилителя У 29.3 (поз.4-4) запитывает электродвигатель механизма исполнительного МЭО 40/10-0.25Р (поз.4-5), изменяющего положения направляющих аппаратов дымососа
5 Система автоматического контроля давления.
Давление газа, воздуха, воды измеряется манометрами ОБМ (поз.5-1; 5-2; 5-3)
6 Система автоматического контроля температуры.
Измерение температуры производится с помощью термоэлектрических термометров ТХА -0179 (поз.6-1; 6-2; 6-3). Сигнал с термоэлектрических термометров поступает на вторичный регистрирующий и показывающий прибор КСП -023 (поз.6-4)
7 Система автоматической отсечки газа
Отсечка газа производится:
1.при повышении давления пара на выходе из парогенератора, а так же при отключении давления газа или воздуха перед горелками, для чего проектом предусмотрены датчики давления типа ДД (поз.7-1; 7-2; 7-3);
2.при наличии пламени в топке котла с помощью прибора контроля пламени Ф.34.2 (поз. 7-4);
3.при снижении температуры пара на выходе из парогенератора с помощью термоэлектрического термометра ТХА-0179 (поз.7-6) и регистрирующего прибора ДИСК-250-2121 (поз.7-7);
4.при перепитке парогенератора водой и упуске воды из барабана с помощью сигнализатора уровня ЭРСУ-3 (поз.7-8;7-9)
Для оповещения используется световая сигнализация АС-220 (поз.HL1-HL9) и звуковая СС1 (поз.HL10). Для опробования и снятия звуковой сигнализации предназначены кнопки КЕ(SB1;SB2)