Основные проектные теплотехнические характеристики котла на номинальной нагрузке. Питание барабанного котла водой

Полный объем пароводяной смеси в барабанно-трубной системе при номинальном значении уровня воды, м3

Уравнения запишем в отклонениях в виде

          ф. 9

          ф. 10

               ф. 11

Подставим значения  из уравнений в уравнение и получим

           ф. 12

В свою очередь

         ф. 13

Где  - поверхность зеркала испарения в барабане, м²

 - эквивалентный уровень воды в барабанно- трубной системе, м

Подставим значение  из уравнения в уравнение  и полученное значение  подставим в уравнение. Получим окончательно уравнение динамики процесса парообразования в барабанно- трубной системе в виде

                        ф. 14

где

          ф. 15

 
3.1. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Допустимое изменение подачи питательной воды и нарушение материального баланса котла практически не влияют на тепловосприятие в экономайзере, и количество теплоты, вносимое питательной водой в испарительную систему, не изменяется. При неизменном тепловыделении в топке паропроизводительность котла и температура перегрева пара не изменяются. Возмущение по каналу подачи питательной воды вызывает только изменение уровня воды в барабане(рис 4).

Изменение тепловыделения в топке и нарушение энергетического баланса приводят к изменению тепловосприятия всех поверхностей нагрева котла. При увеличении тепловыделения в топке повышается паропроизводительность котла. При неизменной подаче питательной воды уровень воды в барабане изменяется вследствие вытеснения ее паром из труб испарительной поверхности нагрева. При повышении тепловосприятия поверхностей нагрева в первый момент уровень воды в барабане повышается, а затем начинает снижаться(рис 4)

 

Рис. 4. Тепловые характеристики котла

3.2. ГРАФИКИ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ

1. Датчик разности давлений (расход пара)

 

2.   Датчик разности давлений (уровень в барабане)

 

3. Датчик разности давлений (расход питательной воды)

 

4. Исполнительный механизм

 

3.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

3.3.1. АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.

 

где

W_об^т/п(р)- передаточная функция объекта (трубопровод питательной воды)

W_д^п/в(р)- передаточная функция датчика расхода питательной воды

W_рег(р)- передаточная функция регулятора расхода питательной воды

W_ф(р)- передаточная функция фиксатора

W_им(р)- передаточная функция исполнительного механизма

W_ро(р)- передаточная функция регулирующего органа

W_об^бар(р)- передаточная функция объекта (барабан котла)

W_д^L(р)- передаточная функция датчика уровня воды в барабане

W_рег(р)- передаточная функция регулятора уровня воды в барабане

U- управляющее воздействии

Q_пв- расход питательной воды

L- уровень воды в барабане

Q_пв^зд – задание по расходу питательной воды

L^зд- задание по уровню воды в барабане

U

Wрегпв(р)

Qпв

Qп

Qп

Wf(р)

Qпзд

Wрегп(р)

Wдп(р)

Wоб2т/п(р)

U

Lзд

Qпвзд

L

Wро(р)

Wим(р)

Wф(р)

WрегL(р)

Wдн(р)

Wдпв(р)

Wоббар(р)

3.3.2. АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРЕДЛАГАЕМОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.

3.3.3.2. РАСЧЕТ ВНЕШНЕГО КОНТУРА

ПО КАНАЛУ УПРАВЛЕНИЯ

 

Рис 10. Внешний контур

Кривая разгона уровня воды в барабане при изменении расхода