Styrsystem för panntillförsel

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 27 november 2019; kontroller kräver 4 redigeringar .

Det automatiska systemet för reglering av strömförsörjningen till en trumpanna (nivå ACP) är ett av huvudstyrsystemen i en ångpanna .

Vattenmassan i pannan kommer att förbli oförändrad om vattenflödet från pannan (i form av uttagen ånga, läckor, utblåsningsflöde, etc.) är lika med mängden matarvatten som injiceras i pannan.

Nivån i panntrumman beror på många faktorer - den totala vattenmassan i pannan, dess temperatur, mättnaden av ångbubblor inuti de förångande värmeytorna etc.

Eftersom den totala vattenmassan i pannan inte kan mätas med enkla metoder, för ASRP, används därför vattennivån i trumman som en ingångskontrollerad parameter, som enkelt mäts, till exempel med hjälp av differentialtrycksmätare av den hydrostatiska vattenpelarens tryck .

Allmän information

En förändring av vattennivån i trumman är en följd av effekten på den av en förändring i tillförseln av matarvatten, ångförbrukning, värmebelastning av ugnen och ångtryck i trumman.

Nivåavvikelser från medelpositionen under dess reglering bör inte överstiga ±50 mm, och överskridande av dessa gränser upp till ±100 mm indikerar ett kritiskt tillstånd för parametern. Som framgår av figur 1 motsvarar den maximala förbrukarbelastningen en låg vattennivå i trumman.

På grund av det faktum att många störningar påverkar vattennivån i pannenhetens trumma, såsom: en förändring i matarvattenflödet, en förändring i ångförbrukningen, en förändring av bränsleförbrukningen och en förändring av matarvattentemperaturen, en kombinerat matarvattenflödeskontrollsystem och kompensation av störningar i samband med ångbelastning av pannan. Valet av dessa parametrar är baserat på deras större inflytande på materialbalansen i pannenhetens trumma och vattennivån i den.

Vattennivåkontrollsystemet i panntrumman kan implementeras som ett enkelkrets- eller dubbelkretsstyrsystem. Men ett system med en slinga har ett antal nackdelar, vars huvudsakliga är förekomsten av ett statiskt styrfel på grund av instabiliteten hos styrslingan med en integrerad komponent (I-kontroller). Tillämpningen av den enklaste kontrolllagen - proportionell-integral i ett sådant slutet system av autoreglering är oacceptabelt i termer av stabilitet [1] . En annan nackdel är systemets långsamma prestanda. När du använder ett tvåslingssystem för nivåkontroll är det möjligt att minimera det statiska felet, men problemet med att öka systemhastigheten är inte heller korrekt löst. I ett sådant system kompenseras återigen inte påverkan av störande påverkan, därför används, vid jämförelse av kvaliteten på ovan nämnda system, oftast i praktiken ett kombinerat vattenflödeskontroll och störningskompensationssystem, som visas i figur 2.

Följande beteckningar används i blockschemat: - störande effekt på ångflödet, - störande effekt på bränsleförbrukningen, - störande effekt på matarvattentemperaturförändringen, - styreffekt på matarvattenflödet, - effektvärde - vattennivån i pannan trumma. $D_{\text{pp))$ $B_{\text{t))$ $T_{\text{a.e.))$ $D_{\text{a.e.))$ $H$

En mängd olika kontrollobjekt

Vattennivån i panntrumman som styrobjekt.
Vattenförbrukning som ett kontrollobjekt.
Förbrukning av överhettad ånga som kontrollobjekt.

Vattennivån i panntrumman som styrobjekt

Störningen av matarvattnets flödeshastighet kan inträffa under kontrollåtgärden. Formerna för transienter skiljer sig markant beroende på typ av economizer . De dynamiska egenskaperna hos det reglerade objektet kan erhållas genom experimentella eller analytiska metoder. Den analytiska metoden innebär sammanställning av differentialekvationer baserade på material- och energibalanser, vilket orsakar matematiska svårigheter, eftersom det är ganska svårt att ta hänsyn till alla faktorer som påverkar den transienta processen med utvalda störande influenser [2] .

Tidskarakteristiken för denna kontrollmodell approximeras av två parallellkopplade länkar - en första ordningens tröghetslänk och en integrerande länk. Utsignalerna från dessa länkar summeras med olika tecken.

Vattenförbrukning som ett kontrollobjekt

För ett automatiskt nivåregleringssystem baserat på vattenflöde är en aperiodisk process med en minimal kontrolltid optimal. Eftersom kontrollobjektet har självinställning utförs proceduren för identifiering av modellparametrar med areametoden. Denna metod tillhör de aktiva metoderna för att bestämma parametrarna för den matematiska modellen av ett objekt. Användningen av den aktiva identifieringsmetoden innebär att man genomför särskilda planerade experiment vid driftanläggningen, vilket i viss mån strider mot dess normala drift. En stegstörning är den mest använda störningssignalen för att identifiera en stabil process, vilket gör det möjligt att använda en ganska enkel objektmodell i form av en första ordningens eller andra ordningens aperiodisk länk med en fördröjning för att beskriva processen (i den engelska litteraturen kallas dessa modeller first-order-plus-dead-time (FOPDT) respektive secondorder-plus-dead-time (SOPDT). De uppmätta transientparametrarna används för att ställa in PID-regulatorerna.

Överhettad ångförbrukning som kontrollobjekt

Ändringar i ångförbrukning orsakar tryckavvikelse i pannan vid en konstant bränsleförbrukning, därför, när trycket i panntrumman minskar, ökar den resulterande ökningen av ångförbrukningen volymen av ångvattenblandningen i pannans förångningsytor. När trycket minskar sjunker dessutom vattnets kokpunkt i cirkulationskretsen och på grund av värmen som lagras i metallen på värmeytorna uppstår ytterligare förångning, vilket också leder till en ökning av ånghalten i vattnet. En ökning av volymen av ånga i cirkulationskretsen på grund av en ökning av ånginnehållet och den specifika volymen orsakar en ökning av nivån i trumman. Således leder en förändring i belastningen vid ett konstant flöde av matarvatten och bränsle till en förändring i nivån. Överföringsfunktionen för ångförbrukning är ungefärlig som en integrerande och aperiodisk länk med en fördröjning kopplad i serie.

Anteckningar

↑ Besekersky V. A., Popov E. P. Theory of automatic control systems - M .: Nauka, 1975-768 s.
↑ Klyuev A.S., Tovarnov A.G. Justering av energikontrollsystem för pannor - M., Energia, 1970 - 280-talet. från sjuk.

Litteratur

Klyuev A.S., Tovarnov A.G. Justering av energikontrollsystem för pannor - M., Energia, 1970 - 280 s. från sjuk.
GOST 3619-89. Ångpannor är stationära. Typer och grundläggande parametrar - Introducerat. 01/01/1990 - M .: Standards Publishing House, 1995 - 12 sid.
Rotach V. Ya Automatisering av styrsysteminställningar. / V. Ya. Rotach, V. F. Kuzishchin, A. S. Klyuev - M .: Energoatomizdat, 1984 - 272 sid.
Besekersky V. A., Popov E. P. Teori om automatiska styrsystem - M .: Nauka, 1975 - 768 s.