Автоматизация технологических процессов отрасли

Функциональная схема автоматизации паровой котельной установки типа ДКВР

Автоматизация управления котельным агрегатом на­ряду с механизацией обеспечивает надежность и эконо­мичность его работы, сводит к минимуму затраты физи­ческого труда и повышает культуру эксплуатации обо­рудования.

Для регулирования тепловых процессов на электро­станциях и котельных используются электромеханичес­кая и электронная системы автоматики. Электромехани­ческие регуляторы (гидравлического и пневматического типа) применяются для автоматизации котлов неболь­шой мощности, так как они отличаются простотой уст­ройства и сравнительно дешевы. Однако они обладают рядом недостатков, в частности низкой чувствитель­ностью регуляторов. Для котлов средней и большой мощности применяется главным образом электронная аппаратура автоматического регулирования.

Сущность всякого регулирования, в том числе и автоматического, заключается в поддержании заданных количественных и качественных показателей производ­ственных процессов. Так, если потребление пара увели­чивается или уменьшается, то во избежание понижения или повышения его давления сверх нормального одно­временно должна быть увеличена или уменьшена его выработка. Для выработки 1 кг пара необходимо затра­тить определенное количество топлива, воды и воздуха. Поэтому подача их в котел должна строго соответство­вать производству пара и изменяться вместе с изменени­ем его потребления. При этом не должны нарушаться качественные показатели, характеризующие нормаль­ную работу котлоагрегата (например, давление и тем­пература перегретого пара и пр.).

Регулирование работы котельного агрегата в основ­ном заключается в поддержании заданной нагрузки и качественных показателей работы агрегата. Первое осуществляется путем изменения подачи топлива, возду­ха и питательной воды в котельный агрегат; второе яв­ляется по существу производным от первого. Например, увеличение расхода пара при установившемся режиме работы котла незамедлительно вызывает снижение его давления, а также понижение уровня воды в барабане котла. Чтобы восстановить прежние качественные пока­затели, при новой нагрузке котла необходимо увеличить подачу топлива и воздуха в топку, усилить питание кот­ла и обеспечить отвод большего количества продуктов сгорания из котла.

Паровой котел работает в сложных условиях – при высокой температуре в топке и значительном давлении пара. Поскольку нарушение нормального режима работы котельной установки может вызвать аварию, на каждой из них предусмотрен ряд приборов, подающих команду на прекращение подачи топлива к горелкам котла при следующих условиях: при повышении давления пара в котле сверх допустимого, при понижении уровня воды в котле. При понижении или повышении давления в линии подачи топлива к горелкам котла, при уменьшении давления воздуха в горелках, при погасании или отрыве пламени горелок или запальников.

Для управления оборудованием и контроля его работы котельная оснащена контрольно-измерительными приборами. Схемой автоматизации котла (см.рис.3.22) предусмотрены следующие точки контроля: контроль и сигнализация о давлении газа, идущего от газораспределительного пункта (снижение давления газа может привести к погасанию факела и возникновению взрывоопасной смеси газа и воздуха); контроль наличия пламени в топке для тех же целей; контроль разрежения в топке котла (снижение разрежения приводит к неустойчивому горению факела, а также к проникновению в помещение котельной дымовых газов); измерение содержания СО₂ в отходящих газах для контроля полноты сгорания газа в топке котла; измерение давления питательной воды для поддержания нормального уровня ее в барабане котла; контроль уровня питательной воды в барабане котла и сигнализация при его отклонении от заданного предела; контроль давления пара и сигнализация при его повышении; измерение расхода пара.

Рис.3.22. Функциональная схема автоматизации паровой котельной установки ДКВР

Схема регулирования процесса горения состоит из измерителей давления пара, разрежения, расхода пара и газа, регулятора, электрогидравлического исполнительного механизма, дроссельной заслонки. Схема регулирования процессов горения работает следующим образом. Изменение давления пара воспринимается прибором, сигнал которого поступает на регулятор. Регулятор через исполнительный механизм воздействует на положение дроссельной заслонки, расположенной на трубопроводе подачи газа в топку котла. Схема регулирования разрежения, поддерживающая заданное разряжение после котла, состоит из измерителя разряжения, регулятора, электрогидравлического исполнительного механизма и регулирующей заслонки.

Схема измерения температуры пара состоит из платинового термопреобразователя сопротивления и вторичного регистрирующего прибора. Автоматическое регулирование питания котла осуществляется с помощью поплавкового регулятора.