Лекція 12
12.1. Регулювання процесів горіння та пароутворення
Кількість спалюваного палива, а точніше, тепловиділення в топці в режимі, що встановився, повинно відповідати кількості вироблюваної пари Сп Непрямим показником тепловиділення Q'T, служить теплове навантаженняGq.Вона характеризує кількість теплоти, сприйняту поверхнями нагріву в одиницю часу і витрачене на нагрівання котлової води в екранних трубах та пароутворення. Кількість пари, що виробляється котлом, повинна відповідати витраті пари на турбіну Gnп Непрямим показником цієї відповідності служить тиск пари перед турбіною. Воно має підтримуватись поблизу заданого значення з високою точністю за умовами економічності та безпеки роботи теплоенергетичної установки в цілому.
Непрямим показником стійкості факела в камері топки служить сталість розрідження в її верхній частині ST. Регулювання процесів горіння та пароутворення загалом зводять до підтримки поблизу заданих значень наступних величин:
надлишку повітря в топціα(змісту 02, %) за пароперегрівачем, що впливає на економічність процесу горіння;
розрідження у верхній частині топки ST.
Регулювання тиску свіжої пари та теплового навантаження.
Парогенератор може бути представлений у вигляді послідовного з'єднання простих ділянок, розмежованих конструктивно (див. рис. 12.1): камери топки; пароутворюючої частини, що складається з поверхонь нагріву, розташованих у камері топки; барабана та пароперегрівача.
Розглянемо динаміку випарної ділянки. Зміна тепловиділення Q'T, призводить до зміни паропродуктивності Gб і тиску пари в барабанірб.Якщо приріст витрати палива татепловиділення йде цілком на нагрівання пароводяної суміші та металу поверхонь нагріву, то з рівняння теплового балансу випливає:
деА- розмірний коефіцієнт, що характеризує теплову акумулюючу здатність пароводяної суміші, металу випарної частини та барабана;dpб/dt- швидкість зміни тиску пари в барабані; Q'T - теплота, витрачена на нагрівання пароводяної суміші; hн - ентальпія насиченої пари на виході з барабана; hПВ - ентальпія поживної води;Gб(hі—hпв) - теплота, що пішла з парою.
Розділивши праву та ліву частини рівняння (11.1) на hі—hпв, отримаємо іншу форму запису рівняння теплового балансу:
де СП=А/hі—hпв — постійна, що характеризує масову акумулюючу здатність пароводяної суміші та металу випарної частини котла, кг/(кгс/см);Gq= (Q'Т/hі—hпв - теплове навантаження котла, що характеризує тепловосприйняття випарних поверхонь в одиницю часу, кг/с. Перетворюючи (11.2) , отримуємо
Схема формуванняGq,званого надалі сигналом потеплоті ,наведена на рис. 12.1. Сигнал по теплоті, володіючи перевагою у простоті та надійності вимірювання, має недоліки:
залежить від витрати води на упорскування в паропровід свіжої пари;
реагує з відносно великим запізненням на зміну тепловиділення в топці каналами неконтрольованих збурень (якість палива, нерівномірність роботи паливних пристроїв, коливання витрати первинного повітря та ін).
Структурна схема регулювання теплового навантаження, відома під назвоютеплота-паливо,зображена на рис. 12.2а,а функціональна - на рис. 12.2 б. Витрата пари вимірюють по перепаду назвужувальному пристрої, а сигналdpб/dt- за допомогою диференціаторів4та5.Регулятор тиску пари I, утворює зовнішній контур I, виконує функції автоматичного задатчика (коректора) по відношенню до регуляторів палива 2 і3,утворює внутрішній контур II. Частку участі кожного агрегату в загальному паровому навантаженні, як і попередніх схемах, встановлюють за допомогою ручних задатчиків ЗРУ або НВК верхнього рівня управління. Коливання парового навантаження з боку споживача відшкодовують відповідною зміною завдання регуляторам палива за рахунок дії регулятора, що коригує. Усі топкові обурення, що призводять до зміни тепловиділення в топці, усувають дією регуляторів, що стабілізують.
Ще меншою інерційністю в порівнянні з сигналом по теплоті володіє сигнал по тепловосприйняттю топкових екранів Δpq.Його використання в АСР теплового навантаження замість сигналу по теплоті дозволяє покращити якість регулювання за рахунок зростання швидкодії стабілізуючого контуру II (див. рис. 8.8 ,а)
Мал. 12.2. Регулювання подачі палива за схемою "завдання-теплота"
а, б- структурна та функціональна схеми; /, // - зовнішній та внутрішній
контури;1- регулятор тиску пари;2,3- регулятори палива;4,5-