5. Обоснование выбора каналов внесения регулирующих
воздействий
Из многих параметров характеризующих процесс, необходимо выбрать те, которые подлежат регулированию и изменением которых целесообразно вносить регулирующее воздействие. Для этого необходимы результаты анализа целевого назначения процесса. Исходя из результатов анализа, выбирают критерий управления, его заданное значение и параметры, изменением которых наиболее целесообразно на него воздействовать. Последнее осуществляется на основе статических и динамических характеристик процесса, дающих представление о взаимозависимости параметров.
Показателем эффективности работы водогрейного котла является температура прямой воды. На нее действуют следующие возмущения:
расход воды через котел;
расход топлива;
расход воздуха;
разряжение;
температура обратной воды.
Стабилизировать, т.е. устранить все возмущения нельзя, т.к. расход топлива, расход воздуха и разряжение взаимосвязаны. Устранить можно только одно возмущение – расход воды через котел. Расход воды стабилизируется при помощи подпитки обратной воды химически-очищенной водой. Кроме того, температура прямой воды должна изменяться в зависимости от температуры наружного воздуха. Анализируя эти возмущения, можно прийти к выводу, что экономически целесообразным будет использование в качестве регулирующего воздействия изменение подачи топлива. Целесообразно использовать каскадно-связанное регулирование с главным регулятором. Он воспринимает изменение температуры наружного воздуха и температуры прямой воды, т.е. в общем коллекторе. Кроме того на регулятор топлива подается сигнал от датчика температуры воды за котлом и от датчика температуры обратной воды. Таким образом, подача топлива изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, температуры в общем коллекторе, температуры воды за котлом и температуры обратной воды. Воздух должен подаваться в таком количестве, чтобы обеспечить полное сжигание топлива. Если воздуха недостаточно, то кроме неполноты сжигания, т.е. экономических потерь будет загрязнение атмосферы. Если воздуха будет избыток, то будет унос тепла в трубу. Таким образом, необходимо регулировать соотношение "топливо-воздух". Топливо может идти разного качества, и расчетный коэффициент соотношения может оказаться не оптимальным. Для повышения качества необходимо контролировать полноту сжигания топлива по содержанию кислорода в дымовых газах. Таким образом, регулятор воздуха будет изменять подачу воздуха в зависимости от расхода топлива, расхода воздуха, с коррекцией по содержанию кислорода в дымовых газах. В данном проекте изменение расхода воздуха затруднительно, так как сечение воздуховода прямоугольное. Тогда регулирование ведется по косвенному параметру – давлению воздуха.
Для процесса горения в топке должно быть создано разряжение, если оно будет недостаточным, то возможно погасание пламени. Если слишком велико, то отрыв пламени от горелок. Разряжение в проекте регулируется в зависимости от расхода воздуха, изменением производительности дымососа.
Итак, в проекте используются следующие САР:
1. САР расхода топливного газа;
2. САР расхода и давления воздуха в топку;
3. САР температуры в топке;
4. САР уровня в барабане котла.
6. Обоснование выбора контролируемых и сигнализируемых
величин
При выборе контролируемых величия необходимо руководствоваться тем, что при минимальном их числе обеспечивалось наиболее полное представление о процессе. Контролю подлежат те параметры, по значениям которых осуществляется оперативное управление технологическим процессом, а также его пуск и остановка. К таким параметрам относятся все режимные и выходные параметры, а также входные параметры, при изменении которых в объект будут поступать возмущения. Обязательному контролю подлежат параметры, значения которых регламентируются технологической картой.
Контролю подлежат все регулируемые параметры :
расход обратной воды;
температура обратной воды;
температура прямой воды;
давление воздуха;
концентрация O2 в дымовых газах;
разряжение в топке котла;
температура воды в коллекторе.
Кроме регулируемых параметров контролю подлежат следующие:
давление воды на входе и выходе из котла;
расход воды в коллекторе и расход прямой воды;
температура дымовых газов за котлом;
давление воздуха после дутьевого вентилятора;
давление газа;
разряжение перед дымососом;
содержание CH4 в помещении;
наличие пламени.
Контроль расхода газа и расхода воды необходим для расчета технико-экономических показателей.
Контроль давления воды необходим для того, чтобы определить, есть ли расход воды через котел. При уменьшении расхода давление понижается. Температуру дымовых газов контролируют для определения энтальпии дымовых газов.
Контроль давления воздуха после дутьевого вентилятора необходим для определения работы вентилятора. Понижение давления воздуха происходит в случае отключения вентилятора или закрытия его направляющего аппарата при неисправности регулятора воздуха. При понижении давления воздуха может произойти отрыв факела или его погасание. Так как в момент отключения вентилятора воздух в топку не поступает, разряжение увеличивается, происходит отрыв факела.
Понижение давления газа ниже допустимого приводит к погасанию факела. Поэтому давление топлива необходимо контролировать.
При повышенных разряжениях в газоходе будет велик присос наружного воздуха через всякого рода неплотностях в обнуровке, это ухудшит условия теплопередачи, снизится производительность за счет повышенной потери с отходящими газами. Поэтому необходим контроль разряжения перед дымососом.
Метан в смеси с воздухом создают взрывоопасную газовоздушную смесь, взрывающуюся от источника открытого огня. Она действует на человека удушающе и отравляюще, поэтому необходимо контролировать содержание метана CH4 в помещении.
При погасании факела, топка котла и помещение заполняются газом, и может произойти взрыв.
Для предотвращения этого предусмотрен контроль по наличию пламени в топке котла.
Сигнализации подлежат все параметры, изменения которых могут привести к аварии, несчастным случаям или серьезному нарушению технологического режима. К ним относятся:
повышение температуры воды за котлом;
понижение и повышение давления газа;
понижение давления воды в обратном трубопроводе;
наличие пламени;
понижение давления воздуха;
повышение разряжения дымовых газов;
понижение расхода газа;
повышение O2 в дымовых газах.
Оперативный технологический персонал при оповещении его устройствами сигнализации о нежелательных событиях должен принять соответствующие меры по их ликвидации. Если эти меры окажутся не эффективными и параметр, характеризующий состояние ТОУ достигнет аварийного значения, должны сработать системы противоаварийной защиты, которые автоматически по заданной программе перераспределяют материальные и энергетические потоки, включают и отключают аппараты объекта с целью предотвращения взрыва, аварии, несчастного случая, выпуска большого количества брака.
Котел подлежит защите при отклонении следующих параметров:
повышение температуры воды за котлом;
повышение или понижение давления воды за котлом;
понижение давления воздуха;
повышение или понижение давления газа;
уменьшение разряжения в топке котла;
повышение давления обратной воды;
погасание факела в топке котла.
Защита заключается в автоматическом прекращении подачи топлива при отклонении любого из вышеперечисленных параметров.
|
