3. Аср общего воздуха

АСР расхода общего воздуха предназначена для поддержания оптимального соотношения «топливо-воздух», т.е. коэффициента избытка воздуха за пароперегревателем, косвенно отражающего экономичность процесса сжигания топлива [15].

Эффективность использования топлива определяется качеством горения.

,

где - коэффициент полезного действия,

q₂– потери с уходящими газами,

q₃– потери теплоты от химического недожога,

q₄– потери теплоты от механического недожога,

q₅– потери в окружающую среду,

q₆– потери с теплотой шлака [15].

Расход воздуха, поступающего в топку, влияет на КПД котла, который служит показателем экономичности процессов горения, т. е. изменяя расход воздуха, мы изменяем экономичность процессов горения. Анализ состава топочных газов, покидающих топку является одним из наиболее представительных косвенных способов оценки экономичности процессов горения. На основе зависимости КПД и суммарных потерь от избытка воздуха, определяемой для каждого агрегата, целесообразно поддерживать коэффициент избытка воздуха _опт, при котором КПД котла стремится к максимуму. Значение коэффициента избытка воздуха можно оценить по содержанию свободного кислорода в газах, покидающих топочную камеру, по формуле. Значениев основном влияет на q₂, q₃и q₄[15]

Участок регулирования экономичности процессов горения по содержанию кислорода в топочных газах состоит из топочной камеры и примыкающего к ней газохода конвективного перегревателя до места измерения содержания О₂(рис. 41). Входное регулирующее воздействие участка – расход воздуха, поступающего в топкуG_пв, а выходная (регулируемая) величина – содержание свободного кислорода в поворотной камере газохода за пароперегревателем О₂ [11].

рис. 41. Формирование сигнала по О₂

Оптимальное значение О₂в уходящих газах при нормальной нагрузке, при сжигании мазута и газа от 0,2 до 2 % [15].

Основным способом регулированием оптимального значения избытка воздуха за пароперегревателем служит изменение количества воздуха, подаваемого в топку с помощью дутьевого вентилятора [14].

В качестве схемы автоматического регулирования расхода общего воздуха выбираем типовую схему "топливо - воздух". Однако для повышения точности регулирования в систему целесообразно ввести корректирующий сигнал по содержанию кислорода. Схема регулирования, реализующая этот принцип, представлена на рис. 42.

рис. 42.Информационная структура регулирования расхода общего воздуха [14]

На регулятор общего воздуха (РОВ) подается два сигнала: по расходу воздуха G_ОВи сигнал по содержанию О₂в дымовых газах. Содержание О₂в продуктах сгорания топлива характеризует избыток воздуха и слабо зависит от состава топлива. Поэтому наиболее целесообразно использовать схему регулирования подачи воздуха с корректирующим воздействием по О₂. Данная схема регулирования, ввиду коррекции по О₂, отличается повышенной точностью. В системе в целом совмещаются принципы регулирования по возмущению и отклонению. Сигнал по расходу воздуха, во-первых, устраняет возмущения по расходу воздуха, не связанные с регулированием экономичности (включение или отключение систем пылеприготовления и т. п.); во-вторых, способствует стабилизации самого процесса регулирования подачи воздуха, так как служит одновременно сигналом жесткой отрицательной обратной связи. Введение дополнительного корректирующего сигнала по содержанию О₂повышает точность поддержания оптимального избытка воздуха [14].

В качестве законов регулирования используется ПИ-закон регулирования.

АСР расхода общего воздуха должна обеспечивать [14]:

• при 10% возмущении от исходной номинальной нагрузки котла максимальное отклонение содержания О₂в дымовых газах от заданного не должно превышать0,3 % для газомазутных котлов с малым,1,0 % для пылеугольных котлов;

• в стационарном режиме максимальное отклонение содержания О₂не должно превышать0,2 % от заданного для газомазутных котлов;

Расчетная схема АСР расхода общего воздуха представлена на рис. 43

рис. 43. Расчетная структура каскадной АСР общего воздуха [14]

На рис. 43 приняты следующие обозначения:

• w_kp- передаточная функция корректирующего регулятора покислороду;

• w_pоb - передаточная функция регулятора общего воздуха;

• W₁ - основной канал «положение н.а.ДВ – О₂»;

• W₂ - опережающий канал «положение н.а.ДВ – расход общего воздуха»;

• W₃ - внешнее возмущение «расход топлива – О₂»;

• О_2зад, О₂- сигналы по содержанию кислорода по заданию и на выходе объекта соответственно;

• G_ов- сигнал по расходу общего воздуха;

• В - сигнал по расходу топлива;

• н.а.ДВ - направляющий аппарат дутьевого вентилятора;