Далее по соотношению Т01 , проводя вертикальную прямую, определяют

Т02

ординату пересечения со сплошной кривой соответствующей

	соотношению τ02 −	Тд	, и тогда τ02	= (	Тд )Т02 .
		Т02
	Т02				Т02

Ордината пересечения с пунктирной кривой, соответствующей τ02

Т02

определяет комплекс А. Тогда Кд=А(Коб2/Коб1).

Для определения параметров настройки эквивалентного ПИ-регулятора внутреннего (опережающего) контура используется номограмма 3

(рис.5.24). По этой номограмме по соотношению τ01 , проводя

Т01

вертикальную прямую, находятся комплексы ( Ти ) и (Кэ1рКоб1), по

Т01

	которым находят Кр =	(Крэ1	Коб1 )	и Ти = (	Т	и	)Т01 .
		Коб1 Кд			Т01

Реализация и проверка параметров настроек регулирующих устройств.

Реализация параметров настроек регулирующего прибора производится с помощью сменных сопротивлений R13 (определяет диапазон потенциометра «скорость связи» αсс), Rд (определяет время интегрирования Ти=RдС3[c]=[МОм·мкФ] при С3=10 или 20 мкФ), потенциометра αсс (R14) и потенциометр «Длительность импульса» dtи. Варианты включения дифференциатора, рекомендуемые заводомизготовителем МЗТА, имеют серьезные недостатки: параметры настройки дифференциатора – коэффициент усиления дифференциатора Кд и время интегрирования Тд взаимосвязаны, т.е. при изменении одного изменяется и другой. Практика нашла новый вариант включения обратных связей с развязанными параметрами настроек: выход с клемм 11-15, время Тд определяется R14 и αТд, а коэффициент усиления - αд.

Проверка расчетных параметров настроек в каждом контуре производится с помощью «шагового» метода, подробно описанного в разделе «Методы определения оптимальных динамических настроек». Проверка начинается с внутреннего контура. При проверке внешнего контура может потребоваться изменить Kд, в этом случае необходимо изменить Кр РПИ так, чтобы найденное значение КрКд при проверке внутреннего контура осталось постоянным.

5.3.2.Пример 1.Расчет параметров динамической настройки АСР температуры на выходе котла (ll впрыск).

Исходные данные:

−регулирующий прибор РПИ и измерительный блок И-lll-62;

−дифференциатор ДЛ-Т;

-65 -

−термопары ТХА с коэффициентом преобразования КДТ=0,088 мВ0С ;

−коэффициент усиления И-Т Киб = КмуКпу =30 40 =1200 .

Расчет:

После обработки кривых разгона, снятых на низкой нагрузке при возмущении расходом впрыска 2 т/ч, получены следующие данные:

Первый контур - τ01=4,5 с;Т01=42 с;Коб1=10 0С/(т/ч); Второй контур - τ02=79 с;Т02=284 с;Коб2=6,5 0С/(т/ч).

По отношению τ01 = 4,5 = 0,107 ≈ 0,11выбираем номограмму 2 для расета

Т01 42

параметров настройки дифференциатора по τ02 = 0,78 и

Т01 = 0,148 находим

Тд

Т02

Т02

А=0,6 и

= 0,55.

Т02

Коб2

Тд )Т02

Тогда Кд = А

= 0,6

6,5

= 0,36 Тд

= (

= 0,55 284 =156с

Коб1

10

Т02

Параметры настройки регулятора определяются по номограмме 3: по

τ01

= 4,5

= 0,107 ≈ 0,11 находим (КрКоб1)=4 и

Ти

= 0,58 .

Т01

42

Т01

Тогда КРПИ

=

(КрКоб1 )

1

т/ч

и Т

= (

Т

и

)Т

= 0,58 42 = 24,4с

р

Коб1Кд

0С

и

Т01

01

Для реализации КрРПИ 1

т/ч

следует рассчитать скорость связи

0С

S

S

КТ К

Vос

р

ИБ

, где К д- номинальный статический коэффициент

= КрРПИ =

КрРПИ

р

д

т

преобразования термоэлектрического термометра, мВ/0С; КИБ – коэффициент усиления измерительного блока, мВ/мВ; Sр – скорость измерительного воздействия,(т/ч)/с.

Скорость регулирующего воздействия определяется диапазоном изменения регулирующего воздействия (расхода впрыскиваемой среды) и времени сервомотора (временем перемещения регулирующего органа).

	S	р	=	Σdвпр	=	5т/ч	0,15	т/ч
				Тсм		30с		с

Тогда Vос =	0,15 0,088 1200 т/ч мВ/0С			=15,84мВ.По рис.5.27 R13=6,8 МОм, αсс=0
	1	0	С
		(т/ч)/

и Rд=Ти/20=24,4/20=1,2 МОм.

- 66 -

Рис.5.27.Номограмма для определения скорости обратной связи при изменении Кд.

Номограмма 4 (рис.5.27) позволяет упростить коррекцию КРПИр при изменении Кд. Порядок пользования номограммой 4 следующий: на левой оси номограммы отмечают точку Vос=f(R13,αсс), соответствующую установленному при наладке опережающего контура значению КРПИр (точка 2). На правой оси диаграммы отмечают точку αк, соответствующую значению расчетного Кд (точка 3). Точки 2 и 3 соединяют прямой, пересечение которой с вертикальной прямой АВ дает точку Y. Эта точка является опорной при всех вариациях αк. Например, если устанавливается новое значение Кд, соответствующее точке 5, то через эту и точку 4 проводят новую прямую до пересечения с осью Vос (точка 6). По точке 6 находят новое значение Vос и его реализацию R13 и αсс.

5.4.АСР топлива (тепловой нагрузки) котлоагрегата.

Основной задачей котлоагрегата является производство заданного количества пара с заданными показателями качества. Для стационарного режима работы котла можно записать уравнение теплового баланса

H	′′	′′ ′	′
QP	B ηK = Dпе (iпе −iпе ) + DПП (iПП −iПП ) +αпр (iб −iпв ) ,

где Qнр – теплота сгорания топлива, его теплотворная способность, кДж/кг; В

– расход топлива, кг/с; ηк – кпд котла; Dпе - паропроизводительность котла по острому (первичному) пару, кг/с; DПП – расход промежуточного пара, кг/с; αпр – расход продувки, кг/с; iпе′′ ,iпв ,i′ПП′ ,i′ПП,iб′ - энтальпия соответственно острого пара, питательной воды, горячего промперегрева, холодного промперегрева, воды в барабане, кДж/кг.

Анализ возможных возмущений (приводящих к нарушению теплового баланса) позволяет разделить их на внутренние и внешние. Внутренние возмущения предопределяют изменение количества подаваемого топлива в котел или его теплотворную способность, т.е. они оказывают влияние на левую часть уравнения теплового баланса. Внешние возмущения – это возмущения со стороны потребителя. Этим потребителем является турбина, если котел работает с турбиной в блочной компоновке. Потребителями могут быть одна или несколько турбин при компоновке котлов и турбин по схеме с

- 67 -

поперечными связями, одной из которых является общая паровая магистраль. И в том, и в другом случае возмущения определяются изменением расхода пара.

Анализ внутренних возмущений показывает, что в случае сжигания газа и мазута можно говорить о достаточно высокой стабильности теплотворной способности топлива, и возможные изменения связаны с изменением расхода топлива.

Вслучае сжигания газа и мазута возможен достаточно точный контроль расхода топлива.

Вслучае сжигания пылевидного топлива возможны изменения как теплотворной способности топлива в широких пределах, так и расхода топлива. Контроль качества топлива представляет достаточно трудоемкий и требующий времени процесс. Измерение расхода пылевидного топлива представляет очень сложную техническую задачу, которая, несмотря на многочисленные попытки, в настоящее время ещё не решена. Рассмотрение левой части выражения показывает, что это произведение равно полезно использованному теплу, что позволяет искать другие оценки этого тепла. В случае невозможности измерения расхода топлива и/или нестабильности теплотворной способности топлива следует оценить происходящие процессы. Приведенное уравнение теплового баланса относится к стационарному режиму, т.е. характеризует состояние статики. При изменении расхода топлива через некоторое время установится новое значение расхода пара. При стабильном расходе пара у потребителя изменившийся расход пара предопределяет изменение давления пара. Переходный процесс изменения расхода пара как со стороны генерации, так и потребителя пара во времени может быть оценено скоростью изменения давления пара. Отметим важную особенность этого процесса: при возмущении со стороны топлива показатель изменения давления (производная по времени) имеет одинаковый знак со знаком изменения расхода пара, а при изменении расхода пара у потребителя

–противоположный.

Таким образом, оценивая статику и динамику изменения тепла, вводимого в

топку котла, можно записать QT = DK ±Ck dPdtб ,

где Dк – расход генерируемого пара;

котлаPб);– давление в барабане котла (или в характерной точке парового тракта

Ск – характеристика аккумуляторной способности котла.

Таким образом, воздействуя на подачу топлива, можно регулировать расход генерируемого пара и его качественный признак – давление, стабилизировать расход пара можно путем поддержания тепловыделения в топке.

На рис.5.28 показана функциональная схема АСР тепловой нагрузки (топлива) пылеугольного барабанного котла с разомкнутой схемой пылепитания, т.е. с общим пылевым бункером.

Данная функциональная схема является одним из примеров реализации АСР тепловой нагрузки пылеугольного барабанного котлоагрегата. На схеме

- 68 -

показано сужающее устройство СУ на выходе из котла для измерения расхода пара Dк. Измерение давления в барабане котла Pб производится с помощью датчика давления, сигнал которого подается на регулирующий прибор РТ через дифференциатор Д, управляющий подачей топлива из бункера пыли БП с помощью пылепитателей ПП (по числу горелок).

Рис.5.28.Функциональная схема АСР тепловой нагрузки котла.

Пылепитатели приводятся в действие двигателями постоянного тока через станцию бесступенчатого регулирования СБР.

Скоростной сигнал по давлению в барабане от дифференциатора суммируется с сигналом по расходу пара Dк., образуя сигнал «по теплу», подаваемому в топку.

Регулирование давления за котлом Рк′′ возложено в данной схеме на

регулятор тепловой нагрузки РТН. На РТН также подается сигнал от главного регулятора ГР, контролирующего давление Рм в общей паровой магистрали (если паросиловая установка имеет поперечные связи по пару и питательной воде) и воздействующего на РТН всех котлов, подключенных к общей магистрали. Все регуляторы имеют оперативные задатчики. Таким образом, АСР тепловой нагрузки построена по каскадному принципу и имеет несколько контуров: в случае компоновки оборудования с поперечными связями два контура. Первый контур стабилизирует с помощью регулятора топлива РТ тепловыделение в топке по сигналу «по теплу». Второй контур обеспечивает заданное значение давления за котлом с помощью регулятора тепловой нагрузки РТН. Главный регулятор ГР относят к АСР более высокого порядка, станционного или очереди определенного давления уровня.

Рис.5.29.Структурная схема АСР тепловой нагрузки.

На рис.5.29 приведена структурная схема тепловой нагрузки, реализованная на аппаратуре РПИБ МЗТА.

Внутренний контур АСР образован объектом регулирования 1 (технологически – это топка котлоагрегата), датчиком по давлению в

- 69 -

барабане, дифференциатором, измерительным блоком И1-lll, который получает сигнал от датчика по расходу пара, электронным регулирующим прибором РПИ и исполнительным механизмом (станция бесступенчатого регулирования СБР) и регулирующим органом (совокупность питателей пыли с их приводами). Сигнал с выхода дифференциатора и сигнал с выхода измерительного блока И1-lll (преобразованный сигнал от датчика по расходу пара) образуют сигнал «по теплу», поданному в топку.

Внешний контур АСР состоит из объекта регулирования 2 (технологически

– это пароперегреватель котла), регулируемым параметром в этом контуре является давление пара за котлом. Сигнал от датчика давления за котлом подается на вход измерительного блока И2-lll, который подключен на вход регулирующего устройства внешнего контура КПИ (корректирующий пропорционально-интегральный регулятор). Замыкается внешний контур через внутренний контур на вход объекта регулирования 2.

Внутренний контур часто называют стабилизирующим, а внешний – корректирующим, соответственно называются и регулирующие устройства каждого контура. Каждый из измерительных блоков регуляторов И1 и И2 имеет свой оперативный задатчик, первый из них позволяет оператору путем воздействия на органы подачи угольной пыли изменить паропроизводительность котла (расход пара), второй – скорректировать давление за котлом.

Измерительный блок И2 КПИ может получать сигнал от главного регулятора ГР, контролирующего давление в общей паровой магистрали. Учитывая сопротивление паропроводов связи выхода котла к магистрали, можно скорректировать поддерживаемое давление за котлом на величину падения давления на этих паропроводах.

На все электростанции с поперечными связями имеют работающие главные регуляторы, поэтому в данной работе ограничимся рассмотрением двухконтурной АСР тепловой нагрузки.

При работе котла в базовом режиме (колебания нагрузки в пределах ±5% производительности котла) вместо корректирующего регулятора к входу измерительного блока И1 стабилизирующего регулятора подключается ручной базовый задатчик БЗУ.

Требования к качеству регулирования АСР тепловой нагрузки определены для стационарного режима с 10% скачкообразным возмущением по нагрузке. Стационарный режим (изменение нагрузки ±2÷3%) ограничивается изменением давления пара ±2% и расхода пара ±3% (динамическая ошибка). При скачкообразном изменении нагрузки на 10% по давлению пара динамическая ошибка ±3% и интегральный квадратичный критерий 1000(%)2с в диапазоне нагрузок 70÷100%, а для нагрузок ниже 70% - ±4%; по расходу пара лимитирован интегральный квадратичный критерий –

12000(%)2с.

- 70 -