Особливості автоматичного регулювання прямоточних парових котлів
На відміну від барабанних котлів, що мають чітко виражену межу між водоводяною та пароперегрівальною частиною у вигляді акумулюючої ємності (барабану котла), у прямоточних котлів така межа відсутня. Дійсно, процес перетворення води в пару і виділення солей з живильної води у прямоточних котлів здійснюється в так званій перехідній зоні, винесеної в низьку температуру. Вказана конструктивна відмінність призводить до того, що на регулювання процесом пароутворення прямоточних котлів повинні накладатися більш жорсткі вимоги. Зокрема, якщо у барабанних котлів регулювання процесу горіння, рівня в барабані, температури перегріву пари і безперервної продування розв'язані за рахунок акумулюючої ємності барабана, то прямоточні котли всі ці параметри жорстко пов'язані через об'єкт регулювання, тобто вплив цих параметрів один на одного надзвичайно велике. Це зумовило особливості побудови систем регулювання прямоточних котлів, основні у тому числі полягають у наступному.
Автоматичне регулювання подачі палива в топку котла та живлення його водою повинні бути взаємопов'язані один з одним. Це викликано тим, що зі збільшенням подачі палива в топку при незмінному витраті поживної води перехідна зона зміщується в область екранних поверхонь нагріву, що призводить до небезпеки перепалу труб. З іншого боку, зменшення подачі палива (при постійній витраті поживної води) призводить до зміщення перехідної зони в область пароперегрівача, що веде до перепалу труб пароперегрівача і закидання води в турбіну. Аналогічна картина спостерігатиметься і в тому випадку, якщо зміна витрати поживної води здійснюється при незмінному витраті палива.
Первинне регулювання температури трактом котла,забезпечує підтримку в заданих межах перехідної зони, здійснюється шляхом стабілізації витрати поживної води та палива.
Це забезпечується за рахунок того, що регулятори палива та живлення котла водою отримують одні й ті ж сигнали щодо витрати палива (або по «теплу» пиловугільного палива, що вноситься в топку). Так при роботі на газомазутному паливі, первинна стабілізація температури пароводяним трактом представлена на рис. 3 – 14.
Тут регулятор палива – 1 отримує сигнали щодо витрати палива – 2, тиску пари за котлом – 3 та сигнал від коригувального регулятора – 4, що забезпечує підтримку навантаження котла.
Регулятор витрати поживної води на котел отримує сигнали щодо витрати поживної води – 7 та витрати палива – 8, забезпечуючи необхідну витрату поживної води на котел, що відповідає витраті палива.
Регулювання економічності процесу горіння, розрядження в топці прямоточного котла та температури перегріву пари здійснюється за схемами, аналогічними розглянутим схемам регулювання цих ділянок у барабанних котлах. На рис. 3 – 15 представлена принципова схема регулювання пароводяного тракту прямоточного котла, що працює на пилокутному паливі та відображає основні особливості автоматичного регулювання котлів такого типу.
Зміна тиску – 2 парової магістралі сприймається коригуючим регулятором – 1, що впливає зміну завдання регуляторам палива - 3 окремих котлів. Регулятор палива – 3, крім цього одержує сигнал тепла, тобто сумарний сигнал витрати пари за котлом – 4 і швидкості зміни тиску пари – 6 після верхньої радіаційної частини (ВРЧ) котла і впливає на зміну кількості палива, що подається в топку котла.
Зміна подачі палива в топку котла призводить до зміни кількості тепла, що вноситься в топку, і сприймається регулятором живлення - 7, який отримує, як і регулятор палива, сигнал по теплу - , а також сигнал з витрати поживної води - 8 (схема тепло-вода) і впливає зміну витрати поживної води. Таким чином, здійснюється підтримка заданого співвідношення «теплове навантаження - витрата поживної води», що забезпечує первинне грубе регулювання температури трактом котла.
При довільних змінах подачі палива (або води) регулятори палива та живлення вступають у роботу одночасно, приводячи у відповідність витрата палива – витрата живильної води.
Підтримка температури перегрітої пари на виході з котла здійснюється, як і в схемах регулювання температури перегріву пари барабанних котлів.
На закінчення необхідно відзначити, що зі зміною типу прямоточного котла схеми регулювання пароводяного тракту в основному залишаються без зміни, за винятком шляхів стабілізації температури пари трактом котла за допомогою регуляторів упорскування перших ступенів - 9, вибір яких визначається конструктивними особливостями котлів (сепараторний або безсепараторний) .