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

Страницы работы

Фрагмент текста работы

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

Wобт/п(р)- передаточная функция объекта (трубопровод питательной воды)

Wдп/в(р)- передаточная функция датчика расхода питательной воды

Wрег(р)- передаточная функция регулятора расхода питательной воды

Wф(р)- передаточная функция фиксатора

Wим(р)- передаточная функция исполнительного механизма

Wро(р)- передаточная функция регулирующего органа

Wоббар(р)- передаточная функция объекта (барабан котла)

WдL(р)- передаточная функция датчика уровня воды в барабане

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

U- управляющее воздействии

Qпв- расход питательной воды

L- уровень воды в барабане

Qпвзд – задание по расходу питательной воды

Lзд- 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.


где

Wоб1т/п(р)-передаточная функция объекта (трубопровод питательной воды)

Wдп/в(р)- передаточная функция датчика расхода питательной воды

Wрегпв(р)- передаточная функция регулятора расхода питательной воды

Wф(р)- передаточная функция фиксатора

Wим(р)- передаточная функция исполнительного механизма

Wро(р)- передаточная функция регулирующего органа

Wоббар(р)- передаточная функция объекта (барабан котла)

WдL(р)- передаточная функция датчика уровня воды в барабане

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

Wоб2т/п(р)- передаточная функция объекта (трубопровод пара)

Wдп(р)- передаточная функция датчика расхода пара

Wрегп(р)- передаточная функция регулятора расхода пара

U- управляющее воздействие

Qпв- расход питательной воды

L- уровень воды в барабане

Qп- расход пара

Qпвзд – задание по расходу питательной воды

Lзд- задание по уровню воды в барабане

Qпзд – задание по расходу пара


3.3.3. РАСЧЕТ ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

3.3.3.1. РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕГО КОНТУРА

 


Рис.5 Внутренний контур

Кривая разгона расхода питательной воды при изменении положения регулирующего органа приведена на рис.6

После аппроксимации:

Передаточная функция объекта (трубопровод питательной воды):

Параметры модели объекта :

Коэффициент передачи: =2.0

Постоянная времени: =3

Запаздывание: =1

Параметры элементов системы:

Тогда

Коэффициент передачи датчика: =0.16

Коэффициент передачи исполнительного устройства: =20.7

Дискретность работы системы: Ошибка! Объект не может быть создан из кодов полей редактирования.=0.4

 


Рис.6 Кривая разгона расхода питательной воды при изменении положения регулирующего органа

. Область устойчивости и линия равного запаса устойчивости приведены на рис.7,8

Переходный процесс при изменении задания на 10% приведен на рис.9


 



Рис 7. Область устойчивости

Рис. 8. Линия равного запаса устойчивости



 


Рис 9. Переходный процесс по заданию



3.3.3.2. РАСЧЕТ ВНЕШНЕГО КОНТУРА

ПО КАНАЛУ УПРАВЛЕНИЯ

 


Рис 10. Внешний контур

Кривая разгона уровня воды в барабане при изменении расхода

Похожие материалы

Информация о работе