Технико-экономическое обоснование системы управления. Анализ существующей системы автоматизации. Регулирование давления пара и нагрузки котельного агрегата

различных по высоте зонах топки разрежение неодинаковое. Основное требование к регулятору - максимально возможное быстродействие, так как топка как объект регулирования разрежения практически безынерционная. При увеличении количества воздуха, подаваемого в топку, разрежение в топке уменьшается, одновременно снижается поступление воздуха через неплотности обмуровки. Это говорит о значительном самовыравнивании топки как объекта регулирования разрежения. Регулятор не должен иметь остаточной неравномерности и может быть простым по закону регулирования.

Регулирование экономичности процесса горения.

Этот регулятор предусматривает регулирование схемы ²топливо-воздух². В схеме ²топливо-воздух² расход воздуха регулируется в определенном соотношении к расходу топлива. Но для этого необходимо точное измерение расхода топлива, что возможно сделать только при работе котла на газе или мазуте. Даже в этом случае экономичное протекание процесса горения требует постоянного давления и теплотворной способности топлива. Способом учета тепла для регулирования подачи воздуха в системе автоматики является непосредственное измерение расхода топлива, поступающего в топку в каждый момент времени. Как известно, измерение расхода обеспечивает комплект расходомера, состоящий из сужающего устройства (диафрагмы) и датчика (дифманометра). Этот способ измерения дает хорошие результаты при условии постоянства топлива по его теплотворной способности и применим для газа, для мазута применяются специальные сужающие устройства. Количество воздуха подаваемого в топку определяется по перепаду давления. Большие погрешности в работу регулятора вносят присосы в топке, которые вообще не подлежат контролю. Поэтому топку следует тщательно уплотнять.

Если при сгорании топлива выделяется больше тепла, чем это необходимо для производства потребляемого количества пара, то излишнее тепло аккумулируется в котле и приводит к росту давления. Наоборот, если топливо подается в недостаточном количестве, то потребность в паре покрывается частично за счет тепла, аккумулированного в котловой воде, а давление пара при этом падает. Таким образом, подача топлива должна производиться так, чтобы обеспечить постоянное заданное давление пара в котле.

		Структурная схема существующей системы  управления.

Рис. 10. Структурная схема существующей системы управления

Данный контур состоит из воздухопровода, котла с комплексом его устройств: топки, барабана, опускных труб, подъемных обогреваемых экранов.

К достоинствам существующего способа регулирования можно отнести простоту. В данном способе расход воздуха пропорционален расходу топлива и мгновенный расход топлива может быть измерен без запаздывания, в следствии чего теплота сгорания топлива остается постоянной. Полностью этим условиям удовлетворяет природный газ, поэтому измерение расхода газообразного топлива затруднений не представляет, а качественные показатели длительное время остаются неизменными. Недостатком является то, что этот способ позволяет достаточно экономично вести процесс горения только при расчетных значениях КПД котла, температуры питательной воды, давлении и температуры пара. Так как в процессе эксплуатации котельного агрегата эти параметры могут изменяться, то режим горения будет отклоняться от оптимального. Поэтому, для оптимизации процесса горения применяется корректирующий импульс по содержанию кислорода О₂ в дымовых газах [1]. Этот принцип регулирования процесса горения основан на непосредственном измерении избытка воздуха. Контроль за избытком воздуха в условиях эксплуатации ведут обычно по содержанию СО₂. Однако при автоматическом регулировании экономичности процесса горения в качестве регулируемого параметра принимают не содержание СО₂, а избыток кислорода О₂. Это объясняется тем, что содержание СО₂ без дополнительного контроля за содержанием СО не характеризует однозначно избыток воздуха: при уменьшении избытка воздуха содержание углекислоты в газах растет, но до определенного предела, после которого начинает вновь падать за счет того, что часть углерода топлива при недостатке воздуха сгорает до окиси углерода. Кроме того, при изменении состава топлива одному и тому же избытку воздуха соответствуют весьма различные содержания углекислоты в газах. Содержание же кислорода О₂ в газах однозначно характеризует избыток воздуха и почти не зависит от состава топлива  [5]. Т.е. в данном случае имеем двухконтурную систему автоматического