Автоматизация котельных установок.

В зависимости от теплоносителя котельные установки разделяются на два типа: паровые и водогрейные. В зависимости от получения тепла для теплоносителя котлы разделяются :

- автономные ( паровые и водогрейные ) - такие у которых имеется собственная топливная аппаратура

- утилизационные - которые используют тепло отработанных газов

- комбинированные - которые могут работать по автономному и утилизационному циклу.

Паровые котлы могут использоватся в качестве главных, обеспечивая паросиловые установки для движения судна и вспомогательные у которых пар используют на бытовые и технические нужды, а также привод паротурбины для получения электричества , привод грузовых насосов й т.д. На флоте используют вспомагательные котлы. Режим работы вспомогательных паровых котлов определяется типом судна и особенностями потребителей пара. На больших танкерах и промышленных судах для привода судовых насосов и обогрева груза, вырабатывание электроэнергии и обеспечения технологических потребностей необходимо большое количества пара 10-25 т/ч и давлением 1,5-0,6 МПа. На сухогрузных судах с дизельными или газотурбинными установками для обеспечения нужд устанавливают котельные установки 0,3-0,7МПа и 0,5 -5 т/ч.

Вспомогательные котельные установки работают в широком диапазоне колебания паровой нагрузки, включающей горячей резерв за произвольным законом по времени без несения вахты у котельных установок.

АСУ вспомогательных котельных установок разделяется на три типа: -позиционные -непрерывные -комбинированные

Позиционное регулирование применяется в котельных установках в которых широкий диапазон изменения давления пара до 30-40% и частота включения 4-5 раз в час. Комбинированное регулирование осуществляется у котлов, в которых нагрузка меняется 25 - 35% от номинальной. При больших нагрузках осуществляется непрерывное регулирование при котором соблюдается соответствие между расходом пара , расходом топлива и воздуха. В котлах происходят сложные процессы теплообмена, движение двухфазной среды( воды и пара), аккумуляция тепла. В связи с этим точное уравнение динамики котла по давлению пара является сложным , а дифференциальное уравнение высокого порядка. Поэтому экспериментальное исследование динамических особенностей в судовых вспомогательных котлах при возмущении как по расходу пара , так и по подаче топлива можно представить уравнение динамики котла, уравнение одноемкостного устойчивого объекта

Т_а - время разгона котла по давлению пара в секундах

Z - безразмерный коефициент самовыравнивания

ср - относительная изменение давления пара

Р_н - номинальное давление пара

Р_п - поточное давление пара

-относительное изменение расхода пара

Д_н - номинальное значение паропроизводительности

Д_п - поточное значение паропроизводительности

относительное изменение подвода тепла с топки выраженное через расход

В_н - номинальное значение расхода топлива

В_п - поточное значение расхода топлива

Время разгона и коэффициент самовыравнивания вычисляется аналитическим путем по соответствующим формулам.

Практически эти значения можно определить по импульсным или разгонным характеристикам , которые снимают с реально действующих котлов

постоянная времени котла;

коэффициент усиления;

- коэффициент подвода и отвода тепла;

Импульсные характеристики получают нанесением скачкообразного изменения нагрузки. Разгонную характеристику получают после нанесения котлу скачкообразного возмущения.