Основные вопросы, касающиеся автоматической системы управления

1. Регулирование экономичности процесса горения в прямоточном паровом котле по схеме «нагрузка - воздух» с коррекцией по кислороду. Укажите требования, предъявляемые к объекту регулирования, и его динамические свойства. Приведите кривую разгона объекта регулирования и статическую характеристику АСР

Регулирование экономичности по соотношению задание — воздух с дополнительным сигналом по содержанию О₂ дымовых газах (рис. 11.12). Процентное содержание 0₂ в продуктах сгорания топлива характеризует избыток воздуха и слабо зависит от состава топлива. Поэтому использование 0₂ в качестве входного сигнала автоматического регулятора, воздействующего на расход воздуха, представляется вполне целесообразным. Однако реализация этой схемы затруднена из-за отсутствия надежных и быстродействующих газоанализаторов на кислород. Поэтому в промышленных условиях получили распространение схемы регулирования подачи воздуха не с прямым, а с корректирующим воздействием по 0₂ .

Поддержание избытка воздуха по соотношению теплота — воздух отличается простотой и надежностью, но не является точным. Этот недостаток устраняется в системе регулирования экономичности, действующей, например, по схеме задание — воздух с дополнительной коррекцией по 0₂ , в которой регулятор подачи воздуха изменяет его расход по сигналу от главного или корректирующего регулятора давления 5. Сигнал, пропорциональный расходу воздуха ∆р_в , как и в других схемах, 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 0₂ повышает точность поддержания оптимального избытка воздуха в любой системе регулирования экономичности. Добавочный корректирующий регулятор 4 по 0₂ в схеме регулирования задание — воздух непосредственно управляет подачей воздуха при топочных возмущениях и обеспечивает поддержание заданного избытка воздуха в зависимости от нагрузки агрегата.

Рис. 11.12. Регулирование подачи воздуха по соотношению:

нагрузка - воздух с коррекци ей по О₂ ; 1 - регулятор подачи воздуха; 2 - регулирующий орган; 3 – дифференциатор; 4 - корректирующий регулятор воздуха; 5 - корректирующий регулятор давления перегретого пара (регулятор задания по нагрузке)

2. Как оценивается тепловая нагрузка барабанного парового котла? Как формируется сигнал «по теплу» для барабанного парового котла?

Принципиальная технологическая схема барабанного котла показана на рис. 11.1. Паровой котел в целом по каналу топливо — расход или давление пара служит системой направленного действия. Однако выходные регулируемые величины некоторых участков служат одновременно входными по отношению к другим. Например, расход перегретого пара D_п.п, являясь выходной величиной по отношению к расходу топлива В _т , служит входным воздействием по отношению к давлению и температуре перегретого пара: давление пара в барабане p _б , являясь выходной величиной по отношению к расходу топлива, служит одним из входных воздействий участка регулирования уровня воды в барабане H_б .

Паровой котел как объект управления представляет собой сложную динамическую систему с несколькими взаимосвязанными входными и выходными величинами (рис. 11.2). Однако явно выраженная направленность участков регулирования по основным каналам регулирующих но воздействий, таким как расход питательной воды D_п.в - уровень H_б , расход воды на впрыск D_впр - перегрев t_п ._п. , расход топлива B_т — давление р _п.п и др. позволяет осуществлять стабилизацию регулируемых величин с помощью независимых одноконтурных систем, связанных лишь через объект управления. При этом регулирующее воздействие того или иного участка (сплошные линии на рис. 11.2) служит основным способом стабилизации регулируемой величины, а другие воздействия (пунктирные линии) считаются по отношению к этому участку внутренними или внешними возмущениями.

Управляемый процесс парообразования происходит в подъемных трубах циркуляционного контура 2, снабжающихся водой из опускных труб 3 и экранирующих камерную топку 1, в которой сжигается топливо В _т . Для поддержания процесса горения с заданным коэффициентом избытка α в топку нагнетается вентилятором ДВ воздух Q _B , предварительно нагретый в воздухоподогревателе 9.

Дымовые газы Q_r , образовавшиеся в результате процесса горения, отсасываются из топки дымососом ДС. Они проходят через поверхности нагрева экономайзера 8, воздухонагревателя 9 и удаляются в атмосферу через дымовую трубу. Насыщенный пар из барабана 4 поступает в пароперегреватель 5, 6, где перегревается до требуемой температуры за счет радиации факела и конвективного обогрева топочными газами.

Основные регулируемы