Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Енергоальтернативна ініціатива інженера-селянина
16.11.2018р.

Фаховий інженер Анатолій Стафійчук з села Бронниця,...

За 10 місяців експортовано електроенергії на $266 млн
16.11.2018р.

Україна у січні – жовтні 2018 року експортувала...

Планують цілком перейти на «зелену енергетику»…
15.11.2018р.

Іспанський уряд оприлюднив законопроект, відповідно...

До 2030 року виробництво електроенергії на світових ГЕС збільшиться на 50%
15.11.2018р.

В той час як сонячна та вітрова енергетика постійно...

Енергохаб Литви, Польщі й України забезпечить незалежність від Росії
14.11.2018р.

Створення Східноєвропейського енергетичного хабу...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

4520
31.07.2008р. |
Сучасний підхід до регулювання розрідження топки котла
Ще в технічній літературі 30 річної давності одним з можливих способів регулювання розрідження топки котла пропонувалось швидкісне регулювання або зміною кількості обертів димовсмоктувача за допомогою гідравлічних муфт, або за допомогою зміни частоти обертання електроприводу. Було показано, що такий спосіб є найбільш економічним. Поява на ринку частотних перетворювачів-інверторів створила умови для реалізації давньої технічної ідеї у життя.

Автоматична система регулювання розрідженням.

Характеристика дільниці регулювання. Об’єкт регулювання розрідженням являє собою послідовно розташовані топку (камеру згорання) і газоходи до всмоктувальних патрубків димовсмоктувача. Наявність незначного розрідження 2-3 мм.вод.ст. (20-30 Па) у верхній частині топкового простору необхідне для стійкості полум’я у зоні горіння, запобігання видалення продуктів горіння з котла і побічно характеризує матеріальний баланс між повітрям - окисником палива і газами - продуктами горіння. Вхідна регулювальна дія – витрата відсмоктувальних димових газів, що визначається продуктивністю димовсмоктувача. Зовнішня збурювальна дія – зміна витрати повітря, що подається у топку при вимірюванні теплового навантаження котельного агрегату. Внутрішнє збурення – порушення газоповітряного режиму.

Динамічні властивості об’єкту регулювання характеризуються відсутністю запізнення, малою інерційністю (стала часу становить 5-10 с), самовирівнюванням. Особливістю є коливання регульованої величини біля середнього значення з амплітудою 3-4 мм.вод.ст. (30-40 Па) з частотою декілька герц. Такі низькочастотні коливання зумовлені пульсаціями витрат палива і повітря, крім того, процес згорання є джерелом високочастотних коливань (100 – 150 Гц), окремі низькочастотні моди яких можуть резонувати.

Способи регулювання.

Регулювання можна здійснювати шляхом зміни продуктивності димовсмоктувача: 

- зміною положення багатовісних дросельних заслонок (крива 1, рис.1);
- зміною положення напрямних апаратів (крива 2, рис. 1);
- швидкісним регулюванням (крива 3, рис.1).

Порівняльна оцінка різних способів реалізації регулювальної дії наведена на рисунку 1 у координатах: відносна витрата електричної енергії як функція відносної продуктивності димовсмоктувача. З графіків видно, що при навантаженнях, відмінних від 100%, найбільш економічним є швидкісний спосіб реалізації регулювальної дії. З точки зору структури контуру регулювання найбільше розповсюдження отримала одноконтурна схема з імпульсним регулювальним блоком, який разом з виконавчим механізмом постійної швидкості реалізує ПІ-закон в імпульсному режимі. Однак слід відзначити, що контури регулювання співвідношення “паливо-повітря” і розрідження фізично пов’язані через об’єкт регулювання, тому при роботі котла у регулювальному режимі (тобто при зміні навантаження) зміна витрати повітря для підтримання співвідношення з паливом порушує баланс матеріальних потоків, так для уникнення такої ситуації вводять упереджувальний сигнал від регулятора повітря (реальне диференціювання вихідного сигналу регулятора повітря).

Існуючі технічні засоби регулювання розрідження. Переважно для котлів малої та середньої потужності використовуються такі засоби автоматизації:

- датчик диференційний тягомір ДТ-2-50 (-100, -200, -300) виробництва “Московський завод теплової автоматики” (МЗТА), Росія;

- регулювальний блок РПИБ, Р25.1.2 (зняті з виробництва МЗТА), РС29.1.12 (МЗТА) та інші його моделі з диференційним трансформаторним входом, або український аналог УКР01.1.12;

- виконавчий механізм МЭО-250.25-0.25-Р-87 з трифазним двигуном (можуть бути й інші моделі залежно від продуктивності димовсмоктувача) виробництва Чебоксарського заводу виконавчих механізмів, Росія.

У разі потреби динамічного зв'язку між контурами співвідношення паливо-повітря і розрідження використовується комплект динамічного зв’язку КДС (МЗТА). Як бачимо, весь комплекс технічних засобів виготовляється у Росії.

Пропоновані технічні засоби регулювання розрідження.

Модернізований контур регулювання розрідження наведено на рисунку 2. Для швидкої модернізації існуючої схеми можна використати датчик ДТ-2, який вже використовувався у контурі. Для перетворення сигналу з ДТ-2 в уніфікований струмовий сигнал використовується блок перетворення взаємної індуктивності БПВИ-1Л з убудованим вузлом лінеаризації сигналу (виробництва ТОВ “МІКРОЛ”). Струмовий сигнал з БПВИ-1Л подається на аналоговий вхід мікропроцесорного ПІД-регулятора МІК-21-05. Аналоговий вихід МІК-21 з’єднаний з аналоговим входом частотного перетворювача – інвертора, наприклад SJ300 (виробництва Hitachi).

Трифазний вихід інвертора з’єднаний з клемами живлення трифазного асинхронного двигуна димовсмоктувача (на схемі не наведені додаткові пристрої інвертора: мережевий фільтр та інші, необхідність у яких залежить від потужності електроприводу). У разі неузгодження на вході МІК-21 між поточним і заданим розрідженням регулятор за ПІД-законом змінює частоту і напругу живлення електроприводу до усунення неузгодження. Тип характеристики частота/напруга задається при налаштуванні інвертора (для димовсмоктувача “скалярна квадратична”). Наявність програмованих дискретних входів-виходів у МІК-21 та інвертора дозволяє конфігурувати різноманітні варіанти режимів “Ручний/Автомат”. Наприклад ручне керування “за місцем” може здійснюватись потенціометром інвертора, зміна стану дискретного входу інвертора передає керування приводом регулятору МІК-21 у режимі “Ручний” або “Автомат”. На другий вхід МІК-21 можна подати сигнал аналогового виходу інвертора (або струм навантаження, або частоту живлення навантаження).



Для поетапного переходу від старої до нової схеми регулювання розрідження можна творчо використати конструктивні особливості МІК-21 – наявність у структурі як імпульсного, так і аналогового ПІД-регулятора. Якщо дискретні виходи МІК-21 Д1 (“Більше”) та Д2 (“Менше”) підключити до входів пускача ПБР-3А (ПБР-2М для однофазних МЭО), використовуючи внутрішнє джерело живлення 24 В ПБР, то у будь-який момент можна перейти до старої схеми регулювання на базі МІК-21. Для цього достатньо переконфігурувати структуру ПІД-регулятора кнопками на панелі керування (і змінювати налаштування). Таким чином, у перехідний період регулятор МІК-21 буде одночасно під’єднаним до обох контурів регулювання. Вибір в якості регулятора МІК-21 зумовлений такими взаємопов’язаними причинами:

- сучасний засіб автоматизації з комунікаційними функціями (ОРС-сервер, Modbus RTU протокол) для зв’язку з верхнім рівнем АСК ТП;

- наявність 16 розрядного АЦП та 12 розрядного ЦАП дозволяє при реалізації аналогового ПІД-закону максимально наблизитись до теоретичного ПІД-закону регулювання (разом із інвертором в якості виконавчого пристрою);

- “комунікабельність” регулятора щодо оператора технологічного процесу.

Не секрет, що у малій і середній теплоенергетиці є проблеми з кваліфікацією обслуговуючого персоналу. У цьому сенсі регулятори виробництва МІКРОЛ максимально схожі зі старими моделями регуляторів за функціями керування, призначеними для оператора (режим “Ручний/Автомат”, установка “Завдання”, ручне керування виконавчим механізмом тощо);

- можливості налаштування фільтру вхідного сигналу з панелі регулятора, наприклад, для усунення впливу низькочастотних пульсацій розрідження у топці котла, згаданих вище;
- вартість МІК-21 практично рівна вартості нового РС29.1.12М.

Для керування димовсмоктувачем достатньо скалярної характеристики  напруга/частота. При виборі інвертора на цей факт слід звернути увагу, оскільки різниця у ціні векторного і скалярного типів становить близько 30%, і не усі фірми, представлені на ринку України, постачають інвертори, наприклад, на 30 кВт тільки із скалярним типом характеристики (Hitachi – постачає). Інвертори Hitachi посідають провідні позиції на ринку України зі співвідношення ціна/якість.

Ще більш досконало система регулювання котлоагрегатом може бути реалізована за допомогою контролера МІК-51. Вище згадувався зв'язок контурів регулювання співвідношення і розрідження. Конфігуруючи схему співвідношення паливо-повітря та схему регулювання розрідження в одному пристрої, можна організовувати динамічний зв'язок між зміною витрати повітря і контуром розрідження шляхом з’єднання виходу регулятора витрати із входом регулятора розрідження через ланку реального диференціювання. Один з варіантів такої системи реалізований у редакторі FBD-програм АЛЬФА (використовується для конфігурування МІК-51 з ПК) наведено на рисунку 3 (частина схеми співвідношення не показана).

Оскільки вартість МІК-21 рівна вартості нового РС29, а сума вартості ДТ-2-50 та БПЛ-1Л менша вартості нового перетворювача “Сапфір”, то основні витрати пов’язані з прибанням інвертора. Багаточисельні публікації в мережі Інтернет про впровадження інверторів свідчать, що термін окупності становить приблизно 1 рік. Найбільший економічний ефект можна отримати на котлах, шо працюють в режимах із змінним навантаженням.

Використання мікропроцесорних регуляторів виробництва ТОВ МІКРОЛ і частотних перетворювачів у контурах регулювання є сучасним підходом до проблем автоматизації і дозволяє отримувати значний економічний ефект за рахунок:

- економії електроенергії на приводах виконавчих пристроїв;
- економії природного палива котельних агрегатів шляхом якісного регулювання в умовах дії збурень від навантаження і внутрішніх неконтрольованих завад.



За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"
Теги та ключові фрази
що таке розрідження в котлах, чим вимірюється розрідження в топці котла, регулятори серії мік21, МІК-21 особливості, Мік21 особливості експлуатації, чем вимирюется розридження в топци котла, регулювання розрідження схема, графічна схема датчика розрідження тиску регуюючий, регулятор розрідження.структурна схема, прилади для регулювання розрідження в топці котла


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.