Автоматическое регулирование

При автоматизации сетевых подогревателей одной из основных задач является регулирование температуры сетевой воды на выходе из подогревателей.

Температуру сетевой воды требуется поддерживать на заданном значении с высокой точностью, что диктуется не только тепловым потребителем, но и условиями экономичной работы теплофикационных турбин.

Принципиальную задачу регулирования температуры сетевой воды можно решить различными путями, вытекающими из следующих трех зависимостей [4]:

Q = D · (i_n – i_k); (2.1)

Q = k · F · Δt; (2.2)

Q = G · c · (t₁ - t₂), (2.3)

где Q – тепловая нагрузка (расход тепла), кВт; i_n, i_k – энтальпия пара и конденсата, кДж/кг; k – коэффициент теплопередачи, кВт/м²·°С; F – поверхность нагрева теплообменника, м²; Δt –средний температурный напор в подогревателе, °С; G – расход теплоносителя (сетевой воды), кг/ч; с – теплоемкость теплоносителя, кДж/кг·°С; t_2, t₁ – температура теплоносителя на входе и выходе из подогревателя, °С.

Первый метод (2.1) заключается в дросселировании греющего пара и применяется при регулировании температуры сетевой воды за пиковыми подогревателями.

Второй метод (2.2) заключается в изменении поверхности нагрева F подогревателя путем изменения уровня конденсата в паровом пространстве подогревателя (метод подтопления). Метод эффективен, но при отказе автоматики вода может поступить из парового пространства подогревателя в паропровод, что недопустимо. Поэтому этот метод не находит широкого применения.

Третий метод (2.3) состоит в том, что часть обратной сетевой воды поступает в подогреватель, а оставшаяся часть перепускается через обвод в трубопровод прямой сетевой воды, где происходит смешение подогретого и холодного потоков сетевой воды (метод обвода).

Принцип регулирования температуры сетевой воды для схемы, приведенной на рис. 2.4 заключается в следующем. Если требуемая температура сетевой воды t_х ≤ 118 °С, то пиковый подогреватель отключен и в работе находятся только основные подогреватели, Этот режим работы подогревателей задается регулятору температуры 10-2 с помощью избирателя режима SА4 и регулирование температуры сетевой воды осуществляется "методом обвода". В качестве регулятора температуры могут применяться ПИ-регуляторы типа Р25.2 или РС29.2.

Регулятор температуры 10-2 работает следующим образом. При отклонении температуры t_x от заданной t_зад в измерительном субблоке (модуле) регулятора вырабатывается сигнал ошибки, который в регулирующем блоке усиливается, преобразовывается и передается на реверсивный бесконтактный пускатель 10-3 и далее на исполнительный механизм (ИМ) 10-4 регулирующего клапана на обводе. Регулирующий клапан приоткрывается или прикрывается и постепенно температура сетевой воды приближается к заданной.

Если требуемая температура t_х > 118 °С, то регулирование температуры сетевой воды осуществляется с помощью пикового подогревателя путем дросселирования греющего пара, подаваемого в подогреватель. Для этого избиратель режима SA4 устанавливают в положение пиковый подогреватель. В этом режиме обвод полностью закрыт и вся сетевая вода пропускается через основные подогреватели. При отклонении температуры t_зад регулятор 10-2 воздействует на ИМ 10-6, который приоткрывает или прикрывает клапан на паропроводе и тем самым изменяет расход пара, поступающего в пиковый подогреватель. Через определенное время переходного процесса t_п.п - температура t_х сетевой воды приближается к температуре t_зад.

Второй регулируемой величиной служит уровень конденсата L_к греющего пара в корпусе основных и пикового подогревателей, среднее значение которого следует поддерживать постоянным по условиям оптимального теплообмена в подогревателе и опасности заброса воды в трубопровод греющего пара. Регулирование уровня L_к осуществляется ПИ–регулятором 8-2, который получает сигналы по уровню конденсата в корпусе подогревателя и по положению регулирующего органа. Регулятор 8-2 воздействует на ИМ 8-4, который приоткрывает или прикрывает клапан на линии слива конденсата.