Анализ возмущающих и управляющих воздействий. Синтез системы управления. Структурная алгоритмическая схема

3.2 Анализ возмущающих и управляющих воздействий

Горение топлива – сложный химический процесс, это – соединение горючих веществ топлива с кислородом воздуха, сопровождающееся выделением тепла и продуктов горения.

Для полного горения топлива необходимо достаточное количество воздуха и хорошее перемешивание его с летучими горючими веществами и достаточно высокая температура топочного пространств. Отсутствие одного или нескольких из этих факторов влечет за собой неполное сгорание топлива и значительную потерю тепла. Структурно-алгоритмическая схема ОУ представлена на рис. 18.

Основным условием правильного ведения процесса горения является поддержание оптимального коэффициента избытка воздуха. По величине избытка воздуха можно определить, насколько совершенно ведется процесс горения и как полно идет выделение теплоты из топлива.

Как известно, при недостатке воздуха имеет место неполное сгорание топлива с образованием угарного газа и потерей соответствующего количества теплоты. При слишком большом избытке воздуха, хотя и будет полное сгорание топлива, но часть теплоты бесполезно тратится на нагрев избыточного воздуха.

Поэтому, чтобы судить о правильной работе топки, необходимо, прежде всего знать, с каким коэффициентом избытка воздуха ведется процесс горения. Величину избытка воздуха в продуктах сгорания можно определить, если известен состав продуктов сгорания.

Оптимальный коэффициент избытка воздуха определяется только при наладке котлоагрегата, при помощи специальных приборов, называемых газоанализаторами. Эти приборы применяются для определения содержания в газе RO₂ (СО₂ и SО₂), О₂ и СО. При пуске котла, вначале в топку подают газ. В соответствии с показаниями датчика по давлению газа по режимной карте определяют давление воздуха, необходимое для подачи в топку котла. Далее, процесс регулирования соотношения «топливо-воздух» осуществляется в автоматическом режиме. Т.е. регулятор топлива при соответствующем давлении газа «подтягивает» давление воздуха.

Также, одним из факторов, влияющих на величину избытка воздуха, являются присосы, т.е. поступление неорганизованного воздуха  в результате не плотностей в поверхностях соединений газоходов, экономайзера и т. п .

3.3. Синтез системы управления

Структурная алгоритмическая схема автоматического регулирования процесса горения газообразного топлива с минимизацией выбросов О_x представляет собой двухконтурную САР, которая представлена на рис. 19.

                                                                                      G_т(р)                            q(р)

                                                                    Р_в (р)                                                               %О₂

                                                                                   q_д1(р)                                                     q_д2(р)                                 

                                                                                     Т_д1                                                             Т_д2

                                                                      e(z)                                                                                 %О₂^зд

Рис.19 . Структурная алгоритмическая схема

На данном рисунке даны следующие обозначения:

Wоб1(P) – передаточная функция по линии расхода воздуха (объект регулирования 1);

Wоб2(Р) – передаточная функция содержания О₂ в дымовых газах (объект регулирования 2);

W_f(Р) – передаточная функция по расходу топлива  (канал возмущения);

W_Д1(Р) – передаточная функция датчика1 - измерение давления воздуха;

W_Д2(Р) – передаточная функция датчика2 - измерение содержания О₂ в дымовых газах.

W_Ф(Р) – передаточная функция фиксатора;

W_ИМ(Р) – передаточная функция исполнительного механизма;

W_РО(Р) – передаточная функция регулирующего органа (задвижки) на линии подачи воздуха       в топку;

D_РЕГ1(Z) – передаточная функция регулятора 1;

D_РЕГ2(Z) – передаточная функция регулятора 2;

e (р)-  изображение сигнала рассогласования;

U (р)- изображение сигнала на выходе регулятора [7].

3.4. Выбор и расчет технических средств