СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА И ВОЗДУХА НА КОТЛЕ
В РЕЖИМАХ ИЗМЕНЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РАБОТАЮЩИХ ГОРЕЛОК
В практике наладки и эксплуатации систем автоматического регулирования процесса горения, а также в специальной литературе утвердилось мнение, что для котлов, сжигающих жидкое топливо и работающих в широком диапазоне изменения нагрузок, когда возникает необходимость отключения части работающих горелок, метод измерения расхода воздуха по давлению является неприемлемым [1]. Однако, как было показано в предыдущих разделах настоящей работы, измерение давления воздуха во многих случаях оказывается единственной возможностью для организации автоматического управления подачей воздуха в котел.
В этой связи на рис. 3 показана схема регулирования процесса горения котла, работающего с переменным составом горелочных устройств при отсутствии измерения расхода воздуха. Необходимо еще раз подчеркнуть, что схема ориентирована не только на котлы, сжигающие мазут в форсунках без парового распыла, где отключение отдельных форсунок при снижении нагрузки является необходимым условием работоспособности оборудования. Довольно часто такой режим наблюдается и на котлах, оборудованных паро-механическими форсунками, а также при сжигании газа. В этом случае подобный режим нельзя признать нормальным, и проистекает он из причин несовершенства, разрегулировки или старения основного оборудования, а порой в силу определенного консерватизма оперативного персонала и стремления сохранить повышенный запас устойчивости по горению на низкой нагрузке. Эти обстоятельства, однако, весьма серьезны, и с ними приходится считаться.
|
|
|
В схеме рис. 3 регулятор общего воздуха поддерживает давление в перемычке за регенеративным воздухоподогревателем в соответствии с заданием по давлению сжигаемого топлива. Соотношение этих давлений выбирается из режимной карты (см. рис. 2) и является величиной постоянной для данного типа котла, зависящей только от вида топлива и количества работающих горелок. Из рис. 2 видно, что крутизна статических характеристик давления мазута и воздуха при переходе от 6 горелок к 8 несколько меняется, однако степень этого изменения одинакова. Это означает, что зависимость давления воздуха от давления топлива носит одинаковый характер при любом составе горелочных устройств.
Таким образом при включении или отключении горелок регулятор общего воздуха без дополнительной перенастройки установит давление перед горелками в соответствии с требованиями режима для данной нагрузки.
Регулятор топлива выполнен по каскадной схеме. Стабилизирующий контур поддерживает давление топлива за регулирующим клапаном согласно заданию, которое поступает от корректирующего регулятора. Корректор поддерживает расход топлива пропорционально заданной нагрузке.
|
|
|
Таким образом в схеме формируется автоматическое задание регулятору давления топлива, которое определяется нагрузкой котла. При изменении количества работающих горелок для сохранения прежнего расхода топлива (нагрузки) регулятор перемещает клапан в новое положение. При этом перед горелками устанавливается такое давление, которое при новом составе горелочных устройств способно обеспечить первоначальный расход топлива в котел.
В свою очередь регулятор общего воздуха приводит в соответствие давление воздуха с новым установившимся давлением топлива. Этим будет восстановлен существовавший до переключения горелок расход воздуха, а следовательно, и соотношение "топливо — воздух".
В схеме рис. 3 отсутствуют элементы, способные вызвать запаздывание в работе регуляторов. Такие сигналы, как расход и давление, в динамическом отношении являются практически безынерционными. Корректор по кислороду в схеме не задействован. Отдельного разговора заслуживает импульс по положению направляющих аппаратов дымососов рециркуляции (указатель положения направляющих аппаратов дымососов рециркуляции — УПрец). Как отмечалось ранее, если врезка напорных линий дымососов выполнена в подводящие воздуховоды, то изменение степени рециркуляции дымовых газов при неработающем корректоре по кислороду может привести к нарушению соотношения "топливо — воздух". Например, при увеличении загрузки дымососов рециркуляции повысится давление воздуха перед горелками, что заставит регулятор общего воздуха уменьшить загрузку дутьевого вентилятора. В результате при неизменном расходе топлива подача воздуха в котел снизится.
|
|
|
Рис. 3. Схема регулирования процесса горения котла, работающего с переменным составом горелочных устройств
Введение в схему регулятора общего воздуха сигнала, характеризующего подачу дымососов рециркуляции (в данном случае используется наиболее простой импульс по положению направляющих аппаратов), преследует цель сделать регулятор индифферентным к возмущению изменением загрузки дымососов. Статическая настройка в первом приближении выбирается из соображений уравновешивания на входе регулятора величины возмущения (УПрец) сигналом изменения давления воздуха, соответствующим этому возмущению. Реально эта процедура носит более сложный характер и подробно описана в [2].
|
|
|
Структура системы регулирования процесса горения, представленная на рис. 3, удовлетворяет всем требованиям, изложенным в разделах 1 и 2. На котлах, где по различным причинам невозможно или нецелесообразно прямое измерение расхода воздуха и где существует необходимость в изменении состава горелочных устройств, схема обеспечивает поддержание основных параметров и их соотношений, характеризующих топочный процесс как в стационарных, так и в нестационарных, динамических режимах. В последнем случае имеется в виду не только режим переключения горелок, где, как указывалось ранее, схема оперативно отрабатывает нанесенные возмущения и обеспечивает экономичность горения. Важно то, что эта процедура может выполняться одновременно с плановым изменением нагрузки, которое осуществляется от автоматического задатчика главного регулятора или регулятора мощности (если котел работает в блоке с турбиной). В этом случае при переключении горелок давления топлива и воздуха будут устанавливаться не на фиксированном значении, а в соответствии с планомерно изменяющимся заданием от корректирующего регулятора расхода топлива.
Это обстоятельство особенно существенно, так как алгоритмически совпадает с действиями оператора при дистанционном переключении горелок и неработающей автоматике горения. Дело в том, и мы уже говорили об этом, что оператор котла всегда стремится уйти (если это возможно по условиям поддержания заданной нагрузки) от режима работы с низким давлением топлива перед горелками. Так, при расходе пара 320 т/ч (см. рис. 2) и давлении мазута 34 кгс/см2 обеспечивается хороший распыл на 6 форсунках. Включение 2 дополнительных форсунок при стабилизированном расходе топлива вызывает резкое и глубокое понижение давления. Из-за опасения погасания факела в таком динамическом режиме оператор одновременно с включением дополнительных форсунок увеличивает расход топлива, а следовательно, и нагрузку котла.
Работа схемы рис. 3 в ситуации, описанной выше, происходит следующим образом.
После розжига двух дополнительных форсунок стабилизирующий контур регулятора топлива, стремясь удержать первоначальное давление, откроет топливный клапан, чем будет исключен динамический провал давления. По факту возросшего расхода топлива корректирующий регулятор уменьшит уставку подчиненному регулятору, что вызовет перемещение мазутного клапана в сторону прикрытия. Прикрытие клапана будет продолжаться до тех пор, пока расход топлива не установится на уровне, соответствующем заданию от главного регулятора. Если это задание в процессе подключения форсунок планово увеличивалось, то установившийся расход будет превышать исходный. Если же процесс изменения состава горелок происходил при фиксированной нагрузке, то новый расход будет равен первоначальному при новом, однако, положении мазутного клапана (это положение изменилось как реакция на изменение характеристики сети после включения двух форсунок). В любом случае давление топлива как функция заданного расхода при 8 работающих форсунках установится на уровне, соответствующем режимной карте котла.
В свою очередь, регулятор общего воздуха на протяжении всех операций с топливом, которые были описаны выше, будет поддерживать соотношение "топливо — воздух". При этом избыточность в подаче воздуха будет наблюдаться только в первый момент перед розжигом мазутных форсунок, когда открываются воздушные шиберы на горелках. По завершении переходных процессов давление воздуха будет установлено регулятором согласно статической настройке, т.е. также в соответствии с режимной картой.
При снижении нагрузки котла после отключения двух мазутных форсунок соотношение "топливо — воздух" будет также кратковременно нарушено, но оно быстро восстановится благодаря работе регулятора воздуха после закрытия воздушных шиберов на отключаемых горелках. Регулятор топлива сначала начнет прикрывать клапан, но потом под воздействием корректора расхода переведет его в новое положение. Это положение может несколько превышать первоначальное, если в период изменения количества работающих форсунок разгрузка котла была приостановлена, а также может быть равно или меньше первоначального, если разгружение котла продолжалось.
Заключение
1. Используемый в существующих схемах регулирования процесса горения сигнал по давлению воздуха делает неработоспособной автоматику в технологических режимах, связанных с изменением количества работающих горелок котла.
2. Применение корректора по кислороду не может радикально решить проблему, так как значительная инерционность данного параметра входит в противоречие с динамизмом процесса изменения нагрузки котла, когда и осуществляется включение или отключение горелок.
3. Приводимая в работе схема регулирования процесса горения позволяет обеспечить работоспособность системы в режимах изменения состава горелочных устройств с сохранением высокого качества регулирования и необходимой точности поддержания режимных соотношений.
Список использованной литературы
1. Клюев А.С., Товарнов А.Г. Наладка систем автоматического регулирования котлоагрегатов. — М.: Энергия, 1970.
2. Подготовка технических предложений по системе регулирования подачи воздуха на котлах, оборудованных РВП, при работе с малыми избытками воздуха при наличии пульсаций в воздушном тракте: Технический отчет. — М.: ОРГРЭС, 1995.
3. Наладка и испытания системы автоматического регулирования процесса горения котла БКЗ-420 (ст. № 2) Петрозаводской ТЭЦ: Технический отчет. - М.: ОРГРЭС, 1993.
4. Методические указания по наладке АСР, реализованных на базе аппаратуры ГСП "Каскад" и АКЭСР: МУ 34-70-087-83. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1986.
5. Временные методические указания по наладке автоматических регуляторов на тепловых электростанциях. — М.: СПО Союзтехэнерго, 1978.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие сведения о процессе и объекте
2. Проблемы автоматизации процесса горения котлов, работающих с переменным составом горелочных устройств
3. Способы управления подачей топлива и воздуха на котле в режимах изменения количества работающих горелок
Заключение
Список использованной литературы
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 396; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!