5.2.3.Пример 3.

Расчет настройки регулирующих устройств АСР питания котла ТП-158

(Dк=230 т/ч;Рб=11,3 МПа;tПЕ=5400С), работающего в блоке с турбиной К-90-55-3. Котел с жидким шлакоудалением.

Исходные данные:

−аппаратура регулирования типа РПИБ;

−первичные измерительные преобразователи с дифтрансформаторной связью;

−по уровню ДМ-630 с коэффициентом преобразования КДН=0,8 мммВ , уравнительный сосуд с частично обогреваемым “плюсом”;

−по расходу питательной воды ДМ-0,63 с коэффициентом

преобразования КВД=2,0 тмВ/ ч (по методу “секущей” в регулируемом диапазоне работы котла с жидким шлакоудалением

Dкmin=0,7Dкmax=145 т/ч и Dкmax=230 т/ч);

−по расходу пара Dм=1,0 с коэффициентом преобразования КДП=3,1 тмВ/ ч ;

−данные лабораторной проверки аппаратуры:

−коэффициент усиления полупроводникового усилителя КПУ=59;

−зона нечувствительности:

♦при αнеч=1,0 дел – 150 мВ;

♦при αmaxнеч=10 дел – 710 мВ;

−диапазон задающего устройства:

♦при αзд=1,0 дел – 19,4 мВ;

♦при αзд=10 дел – 1635 мВ;

Уставки предупредительной сигнализации ±50 мм. Расчет.

Разгонная характеристика по уровню в барабане снята при минимальной нагрузке и имеет следующие данные:

τ=20 с,ε=0,026 с ммт/ ч .

Пульсации по каждому параметру (пар,вода,уровень) ликвидированы индивидуально гидравлическими демпферами, поэтому в дальнейшем использовался диапазон допустимых изменений уровня между уставками технологической защиты –

Σ∆Ηб =150 +125 = 275мм

Минимальное отклонение уровня ∆Ηбmin = 0,015Σ∆Ηб = 0,015 275 = 4мм Определим положение потенциометра “Чувствительность 1” (по уровню)

α1 =	αmax ∆min	=	10 150	= 8дел
	КНД КПУ ∆Ηбmin		0,8 59 4

Проверим правильность выбора минимальной зоны нечувствительности

- 56 -

∆ = ∆Η	бmin	α1	К		К Д	= 4 0,8 59 0,8 =151мВ
				ПУ
		αmax			Н
что соответствует выбору
		нечmin.

Положение потенциометра “Чувствительность 2” (по расходу питательной воды) зависит от коэффициента усиления П-регулятора во внешнем контуре

К	Р	= 1,0 =		1		=1,92	т/ ч
			0,026		20		мм
		ετ
Коэффициент передачи уравнительного сосуда
КС = 0,97 −0,0009 Dкmin		− Dk max	= 0,97 −0,0009145 + 230						= 0,97 −0,17 = 0,8
		2					2

Тогда положение потенциометра “Чувствительность 2” (по расходу питательной воды)

α2 =	К Д К		α	1 =	0,8 0,8 8		=1,3дел
	Н	С			2	1,92
	КВД КР

Положение потенциометра “Чувствительность 3” (по расходу пара)

	α		=α	К Д	=1,3	2		= 0,8дел
				В
		3		2 КПД		3,1

Положение потенциометра “Чувствительность задатчика” может быть определена из желаемой оперативного изменения уровня в барабане – в пределах уставок предупредительной сигнализации ±50 мм.

αЗД =

α

К Д К

(Η

+Η

)

=

8 0.8 0,8 100

0,3дел

1

Н

С

1

2

1635

U ЗД max

Цена деления задатчика Z = 100100делмм =1делмм

Динамическая настройка регулирующего прибора РПИ произведена экспериментально:αсс=7 дел; R13=0;RУ=1 МОм.

Результаты расчета - в табл.5.6.

Рис.5.14.Переходные процессы при испытании АСР питания.

Проверка правильности расчета настройки регулирующих устройств АСР питания проведена путем резкого сброса на нагрузки со 195 т/ч до 125 т/ч и последующим резким набросом до 215 т/ч(рис.5.14 и рис.5.15), результаты проверки свидетельствуют о вполне удовлетворительном качестве регулирования – отклонения уровня лежат в пределах уставки сигнализации.

- 57 -

Рис.5.15.Переходные процессы при испытании АСР питания.

На рис.5.16. показан эксплуатационный сброс 10-15% нагрузки.

5.3.АСР температуры острого пара.

Пароперегреватель является одним из важнейшим узлов котлоагрегата. Он обеспечивает повышение температуры пара по ходу парового тракта до достижении на выходе котла проектного значения температуры (одного из качественных показателей пара).

Рис.5.17.Изменение температуры пара по длине паропровода.

На рис.5.17. показано изменение температуры пара по длине пароперегревателя. Пароперегреватель выполнен из различных сталей, каждая из которых имеет свой предел жаропрочности. По мере роста температуры пара применять более качественные и более дорогостоящие стали.

Необходимость поддерживать стабильные температуры в промежуточных точках пароперегревателя из соображений длительной и безопасной работы пароперегревателя (повышение температуры пара на 100С на участке из стали 12Х1МФ снижает долговечность пароперегревателя на 30%) и экономичной работы котлоагрегата и турбины (снижение температуры пара на 100С эквивалентно перерасходу топлива на 0,2%, а для турбины с давлением 9,0 МПа и температурой 5300С повышает влажность на выходе из последней ступени на 0,7%) требует качественного регулирования

- 58 -

температуры пара как в промежуточных точках пароперегревателя, так и на выходе его.

Изобретение впрыскивающего пароохладителя решило проблему быстрого и качественного охлаждения (снижения температуры) пара. С целью обеспечения высокого качества регулирования температуры пара поток пароперегревателя делится на несколько участков регулирования, в рассечке которых устанавливаются пароохладители, обеспечивающие заданный теплосъем.

На рис.5.17. этот теплосъем показан вертикальными прямыми. Следует отметить, что по нормам проектирования котлов этот теплосъем, как правило занижен и его приходится увеличивать. Число устанавливаемых пароохладителей на поток зависит от их инерционности и обычно равно 2-3. Требования к качеству регулирования температуры пара следующие:

−на стационарной (с колебаниями расхода пара 2-3% от номинального) нагрузке число включений не должно превышать 3-4 включений регулятора в минуту;

−при изменении нагрузки на 10% в зависимости от уровня нагрузки динамическая ошибка не должна превышать 6-130С, квадратичная

интегральная оценка ∞∫σ 2 dt должна быть минимальна при заданной

0

степени колебательности ψ=0,9-0,95.

Последнее требование объясняется необходимостью исключить малоцикловую усталость металла для повышения долговечности материала пароперегревателя. На рис.5.18. показана функциональная схема АСР температуры перегретого острого пара.

Рис.5.18.Функциональная схема АСР температуры перегретого пара.

Пар по пароотводящим трубам из барабана подается в первый пакет пароперегревателя, на выходе которого он имеет некоторый перегрев. Температура пара контролируется термопарами до и после пароохладителя. Сигнал термопары после пароохладителя подается на дифференциатор, с выхода которого усиленный сигнал поступает на вход регулирующего прибора, управляющий клапаном впрыска. Термопара за пароохладителем воспринимает изменения температуры пара вследствие внутренних возмущений, приходящих от предвключенного пакета. Регулирующий прибор стабилизирует температуру перед своим пакетом пароперегревателя. Но под действием внешних возмущений (например, изменение температуры дымовых газов) возможно отклонение от заданного значения температуры за пакетом. Это изменение воспринимается термопарой за пакетом, и сигнал

- 59 -

поступает на регулирующий прибор, который корректирует расход впрыскиваемой среды, компенсируя отклонение температуры за пакетом. Построение других АСР температуры аналогично рассмотренной.

Рис.5.19.Структурная схема АСР температуры перегретого пара.

На рис.5.19. изображена структурная схема АСР температуры, реализованная на аппаратуре РПИБ МЗТА.

Рис.5.20.Принципиальная схема дифференциатора ДЛ-Т.

Дифференциатор представлен моделью ДЛ-Т (рис.5.20.), а регулирующий прибор – РПИ-62 с измерительным блоком И-Т-62 (рис.5.21).

Рис.5.21.Принципиальная электрическая схема измерительного блока типа И-Т-62.

- 60 -