Avtomatizatsiya

 ВСТУП

Програмою предмета “Автоматизація теплових процесів” передбачається вивчення основ теорії автоматичного регулювання, принцип дії і конструкції засобів автоматизації та їх примінення для автоматизації теплових процесів.
Програма базується на вивченні фундаментальних та професійно-орієнтовних дисциплін: “Теплотехнічні вимірювання” і “Теплотехнічне обладнання”, та являється базою для вивчення предмету “Газообладнання і автоматизація котлів”. Програма охоплює вивчення чотирьох розділів, які освітлюють перспективи розвитку автоматизації теплових процесів, ставлять задачі та пояснюють принципи автоматичного регулювання, дають можливість визначити якість процесу регулювання, вибрати тип регулятора та виконавчого механізму.
Матеріал третього і четвертого розділів програми навчальної дисципліни дає змогу студентам опанувати основними типами схем автоматизації обладнання теплотехнічних установок та автоматизованими системами керування енергетичним господарством підприємства.
Для покращення засвоєння матеріалу програмою передбачається проведення практично-лабораторних робіт та відводиться час на самостійну роботу студентів, що спонукає до поглибленого вивчення матеріалу, прививає любов і повагу до вибраної спеціальності. Зміст предмету забезпечує одержання знань студентами кваліфікації молодшого спеціаліста теплотехніка.
Автоматизація виробничих процесів створює певні техніко-економічні переваги у всіх галузях сучасного господарства України.
В першу чергу змінюється характер і умови праці на виробництві. Скорочуються до мінімуму трудові затрати, понижується психологічне навантаження працівника, на його долю залишаються лише функції по перенастроювані автоматичних систем на нові режими та участь в ремонтно-налагоджувальних роботах. Зменшується число обслуговуючого персоналу і затрати на його утримання.
Важливе питання автоматизації - встановлення її раціонального рівня та об’єму, який повинен бути економічно обґрунтований, і визначення методів та засобів автоматизації.
Впровадження автоматизації приносить значний економічний ефект за рахунок заощадження енергетичних ресурсів, збільшення виробничих потужностей, підвищення якості продукції.
Головним елементом в структурі систем теплопостачання являється споживач, на задоволення потреб якого і направлене функціонування систем теплозабезпечення.
Основними напрямками автоматизації систем теплопостачання є забезпечення: теплового та санітарно-гігієнічного комфорту споживача; підтримання заданих гідравлічних режимів у різних ділянках системи, які включають захист від аварійних ситуацій; економію палива, тепла і електричної енергії; ефективності, надійності та якості роботи основного обладнання системи.
Системи теплопостачання являються найбільшими споживачами палива в народному господарстві України. Кожного року на теплопостачання витрачаються тисячі тон палива. У зв’язку з цим здійснюються міроприємства, які дозволять економити енергоносії. В основу цих міроприємств входять питання оптимізації процесу спалювання палива, покрашення ізоляції теплотрас, своєчасне подання інформації про вихід з ладу ділянок теплотрас, мінімізація втрат тепла на теплообмінних станціях, зменшення перегріву приміщень, які опалюються. Всі вище перераховані питання можливо впровадити при використанні сучасних систем автоматичного регулювання, вимірювання та захисту.
Важливою особливістю систем теплопостачання являється велика їх довжина, що потребує використання систем телемеханіки та диспетчеризації. Сучасний рівень диспетчеризації неможливо уявити без широкого застосування мережі потужної обчислювальної техніки, у яку надходила б не тільки оперативна інформація, але й інформація про хід процесу за певний проміжок часу.
Необізнаність з можливостями автоматизації інженера-теплотехніка, як замовника системи, в більшості випадків є причиною складання некоректного або нераціонального завдання на розробку систем автоматизації.
В таких випадках навіть висококваліфікованими розробниками систем автоматизації створюються недосконалі, неоптимальні, а часом і морально застарілі системи автоматизації. При значних матеріальних і фінансових затратах замовник не отримує належного економічного ефекту.
Створення оптимальної системи автоматизації відбувається тільки при тісній взаємодії та взаємопорозумінні замовника та розробника і передбачає не пряме впровадження методів та засобів автоматики в той чи інший процес та механізм, а їх тонке переплітання, в окремих випадках зі заміною традиційних технологій та пошуком нових методів та засобів автоматизації.
З метою регулювання й керування станами об'єктів розроблялися різні регулятори. В 1765 році И. И. Ползуновым уперше був винайдений регулятор рівня води (мал. 1.1), потім в 1784 році шотландський інженер Дж. Уатт (James Watt, 1736-1819) створив відцентровий регулятор швидкості обертання (мал. 1.2).
Рис. 1.1 Принципова схема регулятора рівня води: 1- об'єкт керування; 2- поплавець- вимірювальний елемент; 3- голка- виконавчий елемент.

Принцип дії регулятора рівня наступний: регульованим (контрольованим) параметром є рівень рідини H0 у резервуарі. Регулюючим впливом є потік рідини Q1, що протікає по трубі й через прохідний перетин у голчастому клапані 3 надходить у бак. впливом, Що Обурює, є витрата рідини Q2 вытекающий з бака. У регуляторі є поплавець 2, з'єднаний з важелем 4. У цьому важелі 4 зв'язана голка 3. При зміни значення витрати рідини (навантаження), тобто при порушенні балансу між Q1 і Q2, спостерігається відхилення рівня рідини в баці від сталого його значення. Міняється положення поплавця 2, змінюється прохідний перетин під голкою 3 і відповідно із цим змінюється надходження рідини так, що знову відновлюється вихідний рівень. Якщо зміна рівня викликається зміною навантаження, то відновлення буде неповним. Зі збільшенням навантаження Q2, для підтримки заданого рівня H0 прохідне перетину під голкою 3 переводиться в нове положення. При цьому важіль 4 і поплавець 2 теж займають нове положення. Це положення відрізняється від вихідного, тобто з'являється погрішність регулювання DH=H0-H, що називається статичною погрішністю регулювання.

Рис. 1.2 Схема відцентрового регулятора швидкості обертання:
1-голк-виконавчий елемент; 2-вантаж-вимірювальної елемент; 3-пружина - чутливий орган; 4 - муфта.
Принцип дії відцентрового регулятора наступний. При збільшенні швидкості обертання механізму швидкість обертання вала починає рости. Під дією зрослої відцентрової сили розходяться вантажі 2, переборюючи силу пружини 3 чутливі елементи регулятора, муфта 4 регулятори піднімається до верху й голка 1 опускається вниз. Зменшиться подача палива у двигун і зменшується швидкість обертання вала двигуна. Таким чином, регулятор протидіє зміні регульованої величини - швидкості обертання й прагне стабілізувати її значення.
Ці регулятори дотепер застосовуються в промисловості. Регулятори рівня застосовуються зараз в автомобільних карбюраторах. Відцентрові регулятори швидкості обертання є в автомобільних дизельних двигунах, парових турбінах, двигунах реактивних літаків. Вони призначені для стабілізації режиму роботи.

РОЗДІЛ 1

1.1.Основні поняття та визначення ТАР.
План.
1.Основні визначення.
2.Закони регулювання.
3.Схеми будови САР.

Автоматизація теплоенергетичних процесів - це означає вимір і контроль теплових процесів, перетворення неелектричних параметрів в електричні, реєстрація технологічних параметрів, передача інформації, ухвалення рішення й керування станом об'єктів.
Основними параметрами теплоенергетичних процесів є температура, тиск, рівень, маса, обсяг, витрата, якість, состав і інші електричні й неелектричні величини рідини, пари й повітря.
Для контролю величин цих параметрів необхідно вести виміру безупинно. Результати вимірів рівняються з необхідними значеннями контрольованого параметра, а якщо є відхилення, то подається сигнал про відхилення. Відхилення можуть бути позитивні або негативними, зменшення або підвищення й так далі. По відхиленнях приймається рішення й сигнал подається на об'єкт керування. У процесі ухвалення рішення можуть брати участь людина-оператор або пристрій.
Під керуванням розуміють таку організацію процесу, що забезпечує заданий характер протікання процесу.
При цьому сам процес (сукупність технічних засобів - машин, знарядь праці, тобто виконавців конкретного процесу) - з погляду керування, є об'єктом керування (ОУ), а змінні, що характеризують стан процесу, називаються керованими змінними або керованими величинами.
Автоматичне керування (регулювання) це здійснення якого-небудь процесу без особистої участі людини, за допомогою відповідних систем автоматики. Якщо автоматичне керування покликане забезпечити зміну (підтримка) керованої величини за заданим законом, то таке автоматичне керування називають автоматичним регулюванням.
Технічні пристрої, що виконують операції керування (регулювання) - називаються автоматичними пристроями.
Сукупність засобів керування об'єктів утворить систему керування.
Систему, у якій всі робітники й керуючої операції виконують автоматичні пристрої, називають автоматичною системою.
Збудженням називаються такі зміни нерегульованої величини, які викликають зміну регульованої величини.
Впливи, що прикладають до регулятора для забезпечення необхідних значень керованих величин, є керуючими впливами. Керуючі впливи називають також вхідними величинами, а керовані - вихідними величинами. Таким чином, усякий технічний процес характеризується сукупністю фізичних величин, називаних показниками або параметрами процесу.
Безпосередній зв'язок між «виходом» та «входом» називається зворотнім зв'язком.
Залежно від характеру зв'язків системи регулювання діляться на системи працюючі по:
1) замкнутому циклу (Рис. 1.3)

Рис. 1.3 Схема замкнутого регулювання
Р-Р- регулятор, ОР- об'єкт регулювання, ГОС - головний зворотний зв'язок,
13 EMBED Equation.3 1415 - керуючий вплив, 13 EMBED Equation.3 1415 - вплив, що обурює13 EMBED Equation.3 1415, - регульований параметр13 EMBED Equation.3 1415, - вхідна величина відхилення регульованого параметра.

2) розімкнутому циклу (Рис. 1.4.)
13 EMBED KompasFRWFile 1415
Рис. 1.4.Схема розімкнутого регулювання.

Наявність зворотного зв'язку між ОР і регулятором, що називають головною, є необхідною умовою автоматичної системи регулювання (АСР), тобто АСР це замкнуті динамічні системи спрямованої дії.
У теплоенергетиці знаходять застосування системи регулювання декількох величин. При цьому їхні регулятори зв'язані поза ОР. Такі схеми називаються системами зв'язаного регулювання, наприклад, АСР теплофікаційних турбін.
Системи регулювання, де керуючий вплив змінюється залежно від часу за заданим законом, звуться систем програмного регулювання.
Законом регулювання називається залежність між відхиленням регулюючого параметру від заданого значення і положенням регулюючого органу.
-По характеру керуючого впливу системи підрозділяються на:
системи автоматичної стабілізації (САС);
системи програмного керування (СПУ);
системи, що стежать (СС).
У САС керуюче (вхідне) вплив не змінюється в часі. Така система відпрацьовує виникаючі відхилення регульованої величини від заданого. Саме таке регулювання забезпечується в САР.
У СПУ керуюче (вхідне) вплив змінюється в часі за заданим законом. Такі системи застосовуються для керування процесами, характер протікання яких відомий.
У СС характер зміни керуючого впливу обумовлений процесами, що відбуваються поза системою, не може бути визначений. системи, що стежать, використаються для відпрацьовування збурювань, характер яких невідомий заздалегідь.
- По характері зв'язку між вхідною й вихідною величинами САУ підрозділяється на безперервні й переривчасті (дискретні, імпульсні й релейні).
У безперервних САУ між вихідними й вхідними величинами існує безперервна функціональна залежність.
У переривчастих САУ непреривній зміні регульованого параметра відповідає вихідна величина у вигляді:
послідовності імпульсів, амплітуди, тривалості й частоти повторень, які залежать від значення вхідної величини й характеру імпульсного елемента;
стрибкоподібного сигналу, що з'являється лише при певних значеннях вхідної величини.
- По величині помилки в сталому стані САУ підрозділяються на статичні й астатичні.
У статичних САУ в сталих режимах має місце відхилення регульованої величини від заданого значення.
Астатичними називають САУ, що забезпечують регулювання без статичної помилки.
- По призначенню системи:
Системи з пошуком экстремума показника якості;
Системи оптимального керування;
Адаптивні системи;
- По залежності часу стану об'єкта:
Статичні (статика, безінерційні);
Динамічні (інерційні).
- По зміні величини параметра за часом:
Стаціонарні;
Нестаціонарні.
- По джерелу енергії:
Електричні;
Пневматичні;
Гідравлічні й т.д.
- По способі впливу вимірювального елемента на регулюючий елемент:
САУ прямої дії;
САУ непрямої дії.
- По виду регульованого параметра:
САР температур;
САР тиску;
САР рівня вологості й т.д.
Крім того, можливі й інші ознаки класифікації, крім перерахованих.
Побудова систем автоматичного регулювання ґрунтується на застосуванні або комбінуванні двох основних принципів регулювання.
Найбільш широке поширення одержав принцип автоматичного регулювання по відхиленню регульованої величини від заданого значення (схема Повзунова-Уатта)
. Регульований об'єкт має вхід (приплив речовини, енергії) і вихід (стік речовини,
енергії).
Регульована величина Р впливає на чутливий елемент первинного вимірювального перетворювача (датчика) Д, перетвориться, надходить на вхід регулюючого пристрою РУ, у якому рівняється із Заданим значенням, вироблюваним пристроєм, що задає (задатчиком) 3, Якщо регульована величина дорівнює заданому значенню, то система автоматичного регулювання перебуває в стані рівноваги (сталому стані). При відхиленні регульованої величини від заданого значення рівновага порушується, регулятор приходить у дію й виникає процес регулювання (перехідний процес). На виході виконавчого механізму ИМ регулятора виробляється регулюючий вплив, що дає через регулювальний орган РО на вхід об'єкта. Регулюючий вплив спрямований на зменшення неузгодженості між дійсним і заданим значеннями регульованої величини.
Регулятор буде впливати на об'єкт до тих пір, поки регульована величина не зрівняється із заданим значенням.
Достоїнством таких систем є те, що регульована величина безупинно перебуває під контролем регулятора. У той же час принцип регулювання по відхиленню має істотний недолік, що складається в тім, що регулятор вступає в дію лише після появи неузгодженості між заданим і дійсним значеннями регульованої величини, що утрудняє забезпечення високої якості перехідного процесу. Такі системи в певних умовах здатні до самозбудження, .Що приводить до виникнення коливань регульованої величини.
Зазначених недоліків позбавлені системи автоматичного регулювання, побудовані на принципі компенсації збурювань (схема Понселя-Чиколаєва). У таких системах регулятор одержує інформацію про діючим на об'єкт збурюваннях і через регулюючий вплив компенсує їхній вплив на об'єкт. Системи з компенсацією збурювань дозволяють досягти більше високої якості регулювання, чим системи, засновані на принципі регулювання по відхиленню, оскільки регулятор вступає в дію ще до відхилення регульованої величини. Такі системи називаються розімкнутими, тому що регулятор не контролює значення регульованої величини . Недолік цих систем полягає в тому, що регульована величина може значно відхилитися від заданого значення. Крім того, у реальних системах практично неможливо забезпечити вимір і компенсацію всіх діючих на об'єкт збурювань
Найбільш зробленими є комбіновані автоматичні системи регулювання, що використають одночасно принципи по відхиленню регульованої величини та компенсації збурювань. При цьому зберігаються переваги обох принципів регулювання й зменшуються їхні недоліки.




1.2.Режими роботи автоматичних систем регулювання.
План.
1.Сталий і перехідний режим.
2.Умови їх виникнення.
3.Регулятори прямої та непрямої дії.

У процесі регулювання система може працювати у двох режимах: сталому (статичному) і перехідному (динамічному) режимі.
Сталий режим системи характеризується наступними умовами:
-регульована величина дорівнює або близька до заданого значення, відхилення від заданого значення дорівнює нулю й деякому малому постійному значенню, припустимому за умовою;
-між подачею й витратою регульованої речовини встановлюється рухлива рівновага; регулювальний орган, що змінює подачу або витрату регульованого середовища, нерухомий.
Сталий режим визначається статичної хатеристикою залежністю регульованої від величини витрати або подачі речовини, тобто вихідної величини вхідний: хвых = f(хвх).
При експериментальній побудові статичної характеристики системи регулювання визначають значення вихідної величини для декількох установившихся: режимів при різних значеннях вхідної величини Значення вихідної величини у функції вхідної зображують у вигляді крапок на графіку. Лінія, побудові по цих крапках, є статичною характеристикою
Перехідний режим виникає при включенні систем автоматичного регулювання, перенастроюванні систем на нове значення регульованої величини, виникненні впливу, що обурює.
Перехідний режим характеризується наступними умовами:
-регульована величина не дорівнює заданої;
-подача не дорівнює витраті регульованого речовини;
-регулювальний орган переміщається.
Перехідною характеристикою елемента системи автоматичного регулювання називається залежність
зміни регульованої (вихідний) величини від часу у несталому режимі, що виник у результаті впливу зміни вхідної величини (подачі або витрати).Зміни вихідної величини залежать не тільки від властивостей елемента, але й від виду й значення вхідного впливу, що може бути східчастим, імпульсним, синусоидальним і ін. Тому для визначення властивостей елемента зміна вихідної величини розглядається при зовсім певній зміні однієї величини. Як така вхідна величина часто приймають однократний східчастий вплив.
При східчастому впливі значення вхідний величіни змінюється миттєво (стрибком) і надалі зберігається постійним. Так, якщо в 5 газопроводі швидко повернути заслінку те витрата газу зросте .
Зміна вихідної величини в часі, викликаний східчастою зміною вхідної величини, називається кривою розгону, крива розгону дає наочне подання про характер протікання перехідних процесів об'єкті.
Залежність зміни вихідної величини системи автоматичного регулювання від часу, викликаного одиничним вхідним східчастим впливом за умови, що до моменту додатка цього впливу система перебувала в спокої (при нульових початкових умовах), називається тимчасовою характеристикою системи (перехідною функцією).
Автоматичні регулятори, у яких датчик безпосередньо впливає на регулювальний орган, причому регулювання відбувається по рахунок енергії самого об'єкта, називають регуляторами прямої дії. Регулятори, які впливають на регулювальний орган через підсилювальний пристрій і виконавчий механізм, що харчує від додаткового зовнішнього джерела енергії, називають регуляторами непрямої дії.


1.3.Якість процесу регулювання.
План.
1.Критерії стійкості систем регулювання.
2.Показники якості процесу регулювання.
3.Типові перехідні процеси.

Для того щоб система автоматичного регулювання відповідала своєму призначенню, вона насамперед повинна бути стійкої.
Під стійкістю розуміється властивість системи повертатися до сталого стану після припинення дії збурювання, що вивело неї із цього стану. Стійкої є система регулювання із загасаючим перехідним процесом.
Стійкість є необхідним, але недостатньою умовою технічної придатності системи. Крім стійкості, до перехідного процесу системи регулювання пред'являються вимоги, що обумовлюють його якісні показники: х
Рис. 14. Графік стійкого перехідного процесу з показниками якості регулювання.
а) максимальне відхилення регульованої величини;
б) величина перерегулювання;
в) погрішності регулювання;
г) час регулювання
Максимальне відхилення від завдання регульованої величини може бути різним, але чим менше максимальне відхилення, тим вище якість регулювання . В. первісному сталому стані системи регульованою величиною було Хуст1. Потім завдання регульованої величини було змінено до –Хуст2. Тільки після цього наступає перехідний процес, під час якого регульована величина приймає різні значення. Максимальне відхилення від завдання регульованої величини визначається ординатою –Хмакс
Величина перерегулювання. При переході з одного сталого стану в інше, тобто в перехідному процесі, можуть бути два випадки наближення регульованої величини до нового значення:
наближення відбувається тільки з одного боку, не виходити за межі, обмежені новим і старим значеннями завдання;
регульована величина наближається до нового заданому значенню, однак при цьому її відхилення виявляються двосторонніми й виходять за зазначену нову межу, тобто відбувається перерегулювання.
Величина перерегулювання не повинна перевищувати максимально припустимого значення, що визначається як Макс-Хуст.2. Чим більше перерегулювання, тим більше коливальним і тривалим буде процес.
Для аналізу якості роботи САР потрібно знати величину погрішності регулювання - відхилення регульованої величини від заданого значення. Звичайно погрішність регулювання розділяють на дві складові - на перехідну, або динамічну, і на статичну, або сталу. Статична погрішність також складається із двох складових. Перша обумовлена точністю виконання окремих ланок системи регулювання й залежить від зазорів у кінематичних парах і електричних контактах, від сил сухого тертя, тобто причин, що викликають нечутливість регулятора Друга складова статичної погрішності - це властне статична помилка, що залежить від конструкції системи автоматичного регулювання і її навантаження. Найбільше відхилення регульованої величини, що виникає через максимальну зміну навантаження й залишається в САР після закінчення перехідного процесу, називається статичною помилкою. В астатическій системі таких помилок немає.
Межа можливих відхилень регульованого параметра в сталому режимі називається зоною нечутливості регулятора. У цій зоні коливання регульованого параметра не викликають включення регулятора в роботу. Величина зони нечутливості задається технічними умовами для даної конкретної системи автоматичного регулювання. Звичайно зона нечутливості не повинна перевищувати ±5% від заданої регульованої величини –Хуст.
Час регулювання Т час перехідного процесу від моменту додатка впливу t1 (або зміни завдання) до системи регулювання й до моменту коли регульована величина входить у зону нечутливості.
Найпростішими показниками якості перехідних процесів прийнято вважати максимальне відхилення регульованого параметра від заданого значення й тривалість процесу регулювання. Розглянемо процес регулювання в одноконтурної АСР, що включає об'єкт і регулятор. Чим менше амплітуди першого відхилення регульованого параметра при загальному загасаючому характері процесу регулювання, тим краще працює АСР, при цьому враховують і час регулювання tPe, за яке параметр р повернеться у вихідний стан або не буде виходити за межі зони нечутливості А. Зону нечутливості визначають як область, у якій зміни параметра р незначні й не викликають дії регулятора.
Процес регулювання звичайно вважається задовільним, якщо він відповідає двом показникам якості: динамічному відхиленню (або першій амплітуді) і тривалості процесу регулювання
Перехідні процеси в автоматичній системі регулювання:
а загасаючі коливання, б незатухаючі коливання, в розбіжні коливання

1.4.Властивості об'єктів регулювання.
План
1.Ємкість та самовирівнювання.
2.Статичні та динамічні характеристики.
3.Крива розгону.

На процес регулювання впливають як властивості регулюючої частини системи, так і самого об'єкта регулювання.
У промисловій енергетиці властивості об'єктів регулювання визначають частіше на підставі кривих розгону, знятих експериментальним шляхом, а не аналітичним методом - спільним рішенням диференціальних рівнянь матеріального й енергетичного балансу.
Основними властивостями об'єктів регулювання є: 1) ємність об'єкта; 2) самовирівнювання; 3) час розгону об'єкта; 4) запізнювання.
Об'єкти регулювання мають здатність запасати робітниче середовище, акумулювати її усередині обсягу. Запас накопиченої об'єктом енергії або речовини називається ємністю об'єкта. Фізично вона проявляється у вигляді теплоємності, геометричної ємності резервуара, інерційності мас, що рухаються, і т.п. Наприклад, ємність бака з водою залежить від його розмірів. Чим більше бак, тим повільніше буде змінюватися рівень при порушенні відповідності між припливом і витратою.
Під вирівнюванням процесу регулювання розуміють дії (людини або регулятора), спрямовані на досягнення рівності між подачею й споживанням, припливом і витратою. Самовирівнюванням процесу регулювання називається властивість регульованого об'єкта після порушення рівноваги між припливом і витратою повернутися до цього стану самостійно, без участі людини або регулятора. Самовирівнювання сприяє більше швидкій стабілізації регульованої величини й, отже, полегшує роботу регулятора.
Найбільше часто в процесі регулювання опалювальних установок доводиться стабілізувати або змінювати за певним законом такі параметри, як температура, тиск, витрата, рівень. Властивості об'єкта регулювання багато в чому визначаються його здатністю акумулювати як речовина, так і енергію, тобто його инерционностью. При відсутності зовнішнього збурювання об'єкт регулювання перебуває в стані рівноваги. При цьому регульований параметр не міняється в часі, і приплив речовини або енергії Q дорівнює їхньому стоку Q .. Якщо виникає різниця цих величин внаслідок внесеного збурювання, те регульована величина змінюється зі швидкістю, що залежить від здатності, що акумулює
об'єкта або, як говорять, його ємності.
На вхід об'єкта завжди наближений регулюючий вплив з виходу регулятора. При цьому кожному значенню вхідної величини параметра при сталому стані об'єкта відповідає певне значення вихідної величини. Залежність між цими величинами при зазначеному стані являє собою статичну характеристику об'єкта.
У більшості случев статичних характеристик об'єктів нелинейны. Однак в області малих відхилень регульованої величини на виході реальну характеристику можна замінити лінійної . Це дозволяє легко визначати величину, що характеризує якість регулятора коефіцієнт підсилення.
Допустимо, що по осі ординат на мал. відкладена величина переміщення клапана регулятора, а по осі абсцис температура. Якщо номінальне значення регульованої температури дорівнює 75 С, то в умовах відхилення температури від цього значення на+10 С можна розглядати лише частину характеристики в межах від 65 до 85 С. На цій невеликій ділянці дійсну криву замінимо прямій лінією. Тоді тангенс кута нахилу прямій дасть величину коефіцієнта підсилення:
При виборі регуляторів однієї з основних завдань є облік параметрів регулятора, що впливають на коэффициент.посилення. До таких параметрів ставляться твердість виконавчих пристроїв (пружин, мембран, сильфонів), теплові властивості речовин (коефіцієнти лінійного й об'ємного розширення, залежність пружності пар від температури й т.п.), діаметр клапанів і ряд інших.
Динамічні властивості об'єкта регулювання(час запізнювання, постійна часу, коефіцієнт передачі й ін.) характеризують поводження об'єкта при порушенні сталого стану. Вони визначаються його динамічною характеристикою, що показує, як змінюється регульована величина в перехідний період, тобто після внесення впливу, що обурює. Звичайно як подібний вплив приймається миттєве стрибкоподібне збурювання певної величини або періодичне (зокрема, гармонійне) вплив з певною амплітудою коливань на вході об'єкта. Реакція об'єкта на ці види збурювань визначається експериментально й залежить від инерционности об'єкта.
Так, інерційні (статичні) об'єкти мають здатність поступово відновлювати відхилення вхідної величини від первісного значення в результаті стрибкоподібного збурювання . Такі об'єкти регулювання мають властивість самовирівнювання.
Об'єкти, у яких зміна вихідної величини при збурюванні відбувається необмежено й установлюється лише постійна швидкість її зміни , не мають властивість самовирівнювання й називаються астатическими.
Розгінною або перехідною характеристикою називають залежність зміни вихідної регульованої величини від часу yвых(t). Для одержання розгінної характеристики ОР східчастий вплив може бути прикладене до об'єкта регулювання або до регулятора.
Розгінні характеристики знімають при випробуваннях або налагодженні у випадках, коли можна нанести значні по величині й тривалості в часі впливу, достатні для того, щоб закінчився перехідний процес, тобто стабілізувався регульований параметр, стосовно якого одержують розгінну характеристику, або стабілізувалася швидкість його зміни.
Методика одержання розгінних характеристик зводиться до виконання наступних основних умов:
- до нанесення впливу стабілізується режим роботи ОР по регульованому параметрі, щодо якого знімається розгінна характеристика;
- розмикається головний зворотний зв'язок між ОР і регулятором, що регулює параметр, по якому знімається розгінна характеристика;
- величина впливу встановлюється виходячи з виробничих можливостей тривалого порушення режиму роботи ОР.
Мірою ємності об'єкта із самовирівнюванням є постійна часу розгону То. Дотична, проведена до кривої розгону, відтинає на осі часу, щодо нового сталого значення параметра, величину Те. Коефіцієнт самовирівнювання р служить для кількісної оцінки явища. Він показує, у який степениотклонение параметра впливає на небаланс: 13 EMBED Equation.3 1415 , деУ кількісний показник збурювання; X кількісний показник регульованої величини.
Для об'єктів із самовирівнюванням частіше користуються величиною, зворотної коефіцієнту самовирівнювання, що називається коефіцієнтом підсилення об'єкта :13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
У системах автоматичного регулювання, після одержання впливу, що обурює (порушені стрибкоподібно приплив або витрата), регульований параметр змінюється не миттєво, а через якийсь час. Цей час називається запізнюванням процесу в об'єкті. Розрізняють ємнісне й транспортне . (передатне) запізнювання.
Ємнісне залежить від ємності об'єкта регулювання. Паровий казан за рівнем води в барабані, наприклад, має ємнісне запізнювання.
Час між переміщенням регульованого органа в результаті отриманого сигналу й початком зміни регульованого параметра називається транспортним запізнюванням. Наприклад, щоб збільшити тиск пари в барабані казана, перемістимо регулювальний орган подачі палива в топлення казана. Час запізнювання буде складатися із часу спалювання палива, передачі тепла екранним трубам, паротворення в них, підйому пари в парову частину барабана казана.
Час запізнювання визначається по величині відрізка від моменту нанесення стрибкоподібного збурювання до крапки перетинання дотичній з віссю часу . Чим більше час повного запізнювання - тим сутужніше регулювати такий процес. З найбільше часто регульованих параметрів найбільшим запізнюванням володіють об'єкти, у яких регулюється температура, а найменшим - об'єкти, у яких підтримується витрата рідини.
Для визначення динамічних характеристик об'єкта регулювання - коефіцієнта підсилення (передачі) об'єкта До, постійної часу запізнювання т на практиці частіше користуються експериментальними методами, оскільки залежність між вхідною й вихідною величиною (криву розгону) легше одержати саме таким способом.

1.5.Класифікаія і принцип дії автоматичних регуляторів.
План.
Класифікація регуляторів.
Регулятори прямої та непрямої дії.
Закони регулювання.
Aвтоматичні регулятори класифікуються по різних ознаках.
Наприклад:
- по виду регульованого параметра: регулятори тиску, витрата, рівня , температури й так далі;
- по роду дії: регулятори періодичної та не безперервної дії;
- по способі дії: регулятори непрямої й прямої дії.
Ці види класифікації регуляторів не є визначальними, тому що не характеризують їхньої властивості. Основна ознака, по якому класифікуються регулятори незалежно від приналежності до однієї з перерахованих вище груп, є характеристика дії, тобто залежність між зміною регульованої величини й переміщенням регулювального органа.
По характеристиці дії регулятори підрозділяються на наступні:
позиційні (Пз) регулятори;
інтегральні (І) регулятори;
пропорційні (П) регулятори;
пропорційно-інтегральні (ПІ) регулятори;
диференціальні (Д) регулятори (пропорційно-диференціальні (ПД),
пропорційно-інтегрально-диференціальні (ПІД) регулятори).
Автоматичні регулятори, у яких датчик безпосередньо впливає на регулювальний орган, причому регулювання відбувається по рахунок енергії самого об'єкта, називають регуляторами прямої дії. Регулятори, які впливають на регулювальний орган через підсилювальний пристрій і виконавчий механізм, що харчує від додаткового зовнішнього джерела енергії, називають регуляторами непрямої дії.
Позиційні регулятори.
Автоматичні регулятори (АР), у яких регулювальний орган може займати обмежене число певних положень, називаються позиційним. Позиційні (Пз) регулятори ставляться до групи регуляторів переривчастої дії. Найчастіше застосовуються двох- або трипозиційні регулятори.
У двопозиційних регуляторів, залежно від знака відхилення керованої величини, регулювальний орган або повністю відкритий, або повністю закритий. У двопозиційних регуляторів, крім двох крайніх, регулювальний орган має ще одне (середнє) положення, що сприяє більше плавній зміні керованої величини й скороченню числа спрацьовувань регулювального органа в одиницю часу.

Рис. Принципова схема (а) і статична характеристика (б) Пз регулятора:
а) 1-об'єкт; 2-10 труби; 3-регулюючий клапан; 4-сердечник; 5-шток; 6-поплавець; 7-важіль-контакт; 8,9-пересувні упори-контакти; 11-пружина.
б) I-задане значення; II-нейтральна зона; 1-6 крапки характеристики.
Принцип дії Пз регулятора наступний. Наприклад, в об'єкті керування - бак 1 по трубі 2 подається рідина, а по трубі 10 вона витрачається споживачем .
Чутливий елемент регулятора - поплавець 6 вимірює рівень у баці; поточне значення рівня визначається положенням штока 5 і жорстко з ним з'єднаного важеля - контакту 7, що через пружину 11 з'єднаний із джерелом живлення напругою U. Задані значення верхнього й нижнього рівнів визначаються положенням пересувних упорів - контактів 8 і 9, установлюваних вручну.
При підйомі рівня вище заданого контакту 7 замкне з контактом 8 і під напругою виявиться обмотка Б тягового електромагніта, завдяки чому сердечник 4 миттєво переміститься нагору, що приведуть до закриття регулювального органа 3 (клапани). При зниженні рівня нижче заданий контакт 7 замкне з контактом 9, під напругою виявиться обмотка А тяговий електромагніт, якір 4 переміститься вниз, що приведе до відкриття регулювального органа. Наведена схема являє приклад двопозиційного регулювання.
Зі статичної характеристика двопозиційного регулятора видно, що підвищення рівня в баці відповідає переміщенню по крапках 1,2,3,4; крапки 2 і 3 відповідають миттєвому переміщенню регулювального органа з положення “відкрито” у положення “закрите”, коли замкнуть котакты 7 і 8. Зниження рівня відповідає переміщенню по крапках 4,5,6,1 статичні характеристики.
Інтегральний регулятори.
Автоматичні регулятори, у яких тому самому значенню регульованої величини можуть відповідати різні положення регулювального органа, називається інтегральними, або астатичними (astatos - нестійкий, неспокійний).
Швидкість переміщення регулювального органа цих регуляторів, тим більше, чим більше відхилення регульованої величини від заданого значення. Закон інтегрального регулювання (І-регулятори). Такі регулятори формують регулюючий вплив на об'єкт пропорційно інтегралу за часом при відхиленні регульованої величини від заданого значення.
При регулюванні І-регулятором об'єкта без самовирівнювання процес має коливальний характер з незатухаючими періодичними коливаннями регульованої величини щодо заданого значення. У дійсних умовах поява найменшого запізнювання в кожній з ланок системи приводить до нестійкості процесу регулювання й навіть до розбіжних коливань. Із цієї причини І-регулятори на об'єктах без самовирівнювання не застосовуються.
Регулятор діє в такий спосіб: положення сприймається поплавцем 1, прикріпленим до важеля 2, що має нерухомий шарнір у крапці О. У крапці 01 важіль з'єднується з повідцем розподільника 5, що управляє подачею й зливом робочої рідини у верхню й нижню порожнини поршневого виконавчого механізму (ВМ) 4. Шток ВМ виведений через сальник назовні й безпосередньо з'єднаний зі штоком регулювального клапана 5.
Поршень ВМ нерухомий лише в тому випадку, коли золотник розподільника 3 перекриває обоє отворів, що подають робочу рідину в його порожнині (як показано на малюнку). Зсув золотника розподільника слідом за рівнем порушує рівновага подачі робочої рідини у виконавчий механізм 4 і його поршень почне рухатися й переміщати регулювальний клапан. Рух буде тривати доти, поки рівень води в баці не повернеться до заданого положення й золотник розподільника 3 не повернутися у вихідне положення, перекривши канали впуску й зливу робочої рідини.

В І-регуляторах відсутній зворотний зв'язок, вони прості по пристрої. Найважливішою їхньою особливістю є те, що незалежно від величини навантаження регульованого об'єкта вони приводять регульовану величину до заданого значення. І-регулятори мають деякі недоліки, обумовленими їхніми динамічними властивостями. Мале відхилення регульованої величини від заданого значення, І-регулятор продовжувати переміщати регулювальний орган аж до положення повного відкриття або закриття. Зміна напрямку руху РО наступає лише тоді, коли регульована величина проходить задане значення.
Закон регулювання передбачає вплив регулятора зі швидкістю, пропорційно відхиленню регульованої величини, і описується рівнянням
Пропорційний регулятори.
Автоматичні регулятори, у яких відключення регульованої величини від заданого значення викликає переміщення регулювального органа на величину, пропорційну величині цього відхилення, називаються пропорційними, або статичному (statos -стоячий). Кожному значенню регульованого параметра відповідає одне певне положення регулювального органа. Ця пропорційна залежність досягається за рахунок дії твердого зворотного зв'язку, тому П-регулятори називаються також регуляторами із твердим зворотним зв'язком. Швидкість переміщення регулювального органа таких регуляторів пропорцианально швидкості зміни регульованої величини.
Пропорційні регулятори можуть застосовуватися для керування процесами, що протікають в об'єктах, що як володіють, так і не володіють самовирівнюванням. При цьому потрібно мати на увазі, що зміни навантаження повинні бути невеликі, щоб статична помилка залишалася в припустимих межах.
Пропорційний закон регулювання в П-регуляторах з використанням стороннього джерела енергії досягається шляхом уведення в схему регулятора твердого зворотного зв'язку по положенню регулювального органа або по величині регулюючого впливу. П-регуляторы цього типу називають регуляторами із твердим зворотним зв'язком (статичними).
Цей механізм виконаний у вигляді штока 7, що з'єднує поршень 4 виконавчі механізми із шарніром Про важіль 2. Сталому стану системи відповідає певне положення крапки 01. У цьому положенні золотник розподільника 3 перекриває обидва канали, що з'єднують порожнини ЇМ з надходженням і зливом робочої рідини. Завдяки наявності штока 7 положення поплавця жорстко пов'язане з положенням клапана 5. Чим нижче опущений поплавець у баці, тим більше відкритий клапан. Різниця рівнів ДУ, що відповідають нульовому й максимальному навантаженням регульованого об'єкта при сталому стані системи регулювання, являє собою статичну нерівномірність регулювання. Ця величина може бути змінена при настроюванні регулятора, наприклад зміною положення крапки 01. Положення рівня може бути задане за допомогою муфти 6 на штоку золотника.
Пропорційно-інтегральні регулятори.
Порівняння П-регуляторов і І-регуляторів показує, що перші має перевагу по динамічних властивостях і забезпечують кращий перехідний процес регулювання; перевага других -відсутність статичній помилці, тобто кращі статичні властивості.
ПІ - регулятор сполучає обоє П и И регуляторів. Таким чином, аналогічно І-регулятору изодромный (від грецького isos - рівний, подібний; dromos- що біжить) регулятор підтримує постійне значення регульованої величини поза залежністю від навантаження об'єкта, а при відхиленні її від заданого значення в початковий момент часу перемістить регулювальний орган на величину, пропорційну величині відхилення (як П-регулятор), потім продовжить переміщення регулювального органа до зникнення статичній помилці, тобто приведе регульовану величину до заданого значення.
При відпрацьовуванні цього закону, регулювальний орган переміщається по сумі впливів, пропорційних відхиленню регульованої величини від заданого значення й інтегралу за часом від цього відхилення.
Пі-регулятори виконуються за схемою зі зворотним зв'язком., Цей зв'язок робиться не твердої, як у П-регулятора, а пружної (зникаючої) завдяки наявності інтегруючої ланки.
На мал. показана схема регулювання об'єкта за допомогою Пі-регулятора. Цей регулятор у частині відпрацьовування пропорційного закону регулювання 'анаогичен П-регулятору, представленому на мал. .Додатковим елементом є механізм гідравлічного пружного зворотного зв'язку. Він являє собою циліндр 7, заповнений маслом або іншою грузлою рідиною. Усередині циліндра міститься поршень, що розділяє його на дві порожнини. Поршень з'єднаний зі штоком виконавчого механізму, а циліндр 7 пов'язаний із пружиною 9. Верхня й нижня порожнини циліндра 7 з'єднані обвідним каналом, на якому встановлений дросель 8. Прохідний отвір дроселя може бути встановлене при настроюванні регулятора. Циліндр 7 з'єднаний у крапці О с важелем 2 чутливі елементи(поплавця ) регулятора. У свою чергу важіль 2 пов'язаний із пружиною 9, що фіксує крапку О в первісному положенні, якщо вона зміститься від нього нагору або вниз. Отвір дроселя 8 має невелику величину, тому поршень може переміщатися в циліндрі 7 зі швидкістю, значно меншої швидкості переміщення поршня 4 виконавчі механізми.
При відхиленнях рівня, викликаних порушенням рівноваги між припливом і стоком у баці, регулятор діє спочатку за схемою й лише потім механізм пружного зворотного зв'язку доповнює його вплив інтегральної складової. Наприклад, при зниженні рівня, викликаному збільшенням стоку, золотник розподільника 3 зміститься вниз (крапка О в перший момент нерухомий). Виконавчий механізм збільшить відкриття клапана 5 і перемістить нагору циліндр зворотного зв'язку й крапку Про ычага 2. Пружина 9 при цьому стиснеться й створить уси-иі, що прагне повернути кінець важеля 2 у вихідне положення. Під впливом зусилля з боку пружини 9 идкость у циліндрі зворотного зв'язку буде повільно перетікати через дросель 8 з верхньої порожнини в нижню. Крапка Про при цьому буде поступово повертатися у вихідне положення. Під впливом пружного зворотного зв'язку регулятора буде відбуватися відновлення рівня води в баці й зняття статичної нерівномірності пропорційного регулювання.
За допомогою дроселя 8 можна змінювати постійну часу інтегрування Ти, що є одним з параметрів настроювання Пі-регулятора. Наприклад, повне перекриття дроселя 5 на обвідному каналі виключає дія пружного зворотного зв'язку, і регулятор починає відпрацьовувати пропорційний закон регулювання. При повнім відкритті дроселя 8 на обвідному каналі Пі-регулятор буде діяти як астатический регулятор, відпрацьовуючи інтегральний закон регулювання.

Закон пропорційно-інтегрально-диференціального регулювання (Пид-регуляторы). У цих регуляторів переміщення регулювального органа пропорційно трьом величинам: відхиленню регульованої величини' від заданого значення, інтегралу цього відхилення й швидкості зміни (похідній) цього відхилення










1.6.Поняття про автоматичні системи регулювання.
План.
Загальні відомості.
Класифікація по призначенню.
Класифікація по принципу регулювання.

По призначенню розрізняють наступні види САР:
1) автоматичної стабілізації;
2) програмного регулювання;
2) що стежать;
3) екстремального регулювання.
У системі автоматичної стабілізації завдання автоматичного регулятора полягає в тому, щоб стабілізувати процес, тобто підтримувати постійне значення регульованої величини в досить вузьких межах, припустимих для експлуатації.
Наприклад, рівень води в барабані котла повинен бути середній (відхилення при його регулюванні ±20 мм). Це необхідно для втримання максимальної площі випару (дзеркала випару) і для безпечної роботи котла, тому що у випадку відмови регулятора досить 3- 4-х хв. до спуска води з барабана або його переживлення.
У системах програмного регулювання регульована величина підтримується на значенні, що змінюється за заданим законом (по програмі) залежно від часу. Приклад: системи, що автоматично зменшують температуру теплоносія, що подається на опалення будинків у нічний період.
Система регулювання, що стежить, підтримує регульовану величину в заданих значеннях, що змінюються під впливом процесів поза розглянутою системою й заздалегідь невідомих. Завдання системи регулювання в цьому випадку полягають у тому, щоб зміни регульованої величини стежили за змінами іншого параметра. Наприклад, регульована температура теплоносія, що подається в систему опалення будинків, залежить від коливань температури зовнішнього повітря.
У системі екстремального регулювання регулятор підтримує оптимальне для умов, що змінюються, значення регульованої величини. Прикладом екстремального (від «екстремум», що поєднує поняття «максимум» і «мінімум») регулювання є котел, де кожній витраті палива відповідає деяке певне значення витрати повітря, при якому температура в топковому просторі буде максимальною. Якщо зменшити кількість повітря, що подається в топку котла, у порівнянні з оптимальним значенням, то температура понизиться через збільшення недопалу палива. Збільшення витрати повітря також викликає зниження температури. Система екстремального регулювання підтримує такі значення витрати повітря, при яких значення температури при даній подачі палива є максимальним.
Якщо як регульований параметр прийняти ККД котла, то завдання екстремального регулятора полягало б у забезпеченні максимальної економічності процесу горіння (тобто найвище значення ККД.) за допомогою відповідного керування величиною витрати палива й повітря.
За принципом дії розрізняють наступні види САР:
а) із впливом по відхиленню регульованого параметра;
б) із впливом по збурюванню - принцип компенсації;
в) комбіновані.
Принцип керування по відхиленню полягає в підтримці регульованої величини на заданому рівні по величині відхилення , тобто безпосередній зв'язок зі збурюваннями, що діють на об'єкт, відсутній. Цей принцип керування (принцип зворотних зв'язків) запропонований І. І. Ползуновым в 1766 р. і Джеймсом Уаттом в 1784 р. Достоїнством системи є вагова точність, тому що відбувається безперервне порівняння вихідної величини із вхідний. Недоліками системи є, по-перше, можливість виникнення автоколивань, тому що система замкнута; по-друге, її швидкодія нижче, ніж САР по збурюванню, тому що регулювання здійснюється по наслідку. Ці системи знаходять широке застосування в техніку вентиляції й кондиціювання повітря.
Утруднення при використанні САР по відхиленню в котельних установках виникають у зв'язку з тим, що в системі опалення існують значні транспортні запізнювання й недостатня швидкодія регулятора викликає істотні порушення температурного режиму опалювальних приміщень. Крім того, звичайно одна котельня опалює велику кількість приміщень із різним регульованим температурним режимом. Також неоднаково на різні приміщення впливають впливи, що обурюють. Тому діапазон значень температури повітря в різних приміщеннях набагато перевищує припустиму точність регулювання.
По зазначених причинах область застосування САР по відхиленню обмежується невеликими системами, де між опалювальними приміщеннями існує певний тепловий зв'язок, а величина транспортного запізнювання незначна. Цей метод, як вказувалося, ефективний для опалювальних агрегатів, розташованих, наприклад, у суспільних будинках, у яких на зміни температурного режиму визначальний вплив роблять внутрішні виділення тепла.
САР по збурюванню. Такі системи називають системами за принципом Понселе - Чиколева. Вихідна величина змінюється під дією сили, що обурює , що впливає на об'єкт регулювання (ОР). З метою компенсації зміни регульованої величини вплив, що обурює, подається на регулюючий пристрій (РУ).Останній виробляє керуючий вплив , що прикладається до об'єкта регулювання таким чином, щоб компенсувати зміна регульованої величини .
Достоїнством САР по збурюванню є швидкодія, тому що регулювання здійснюється безпосередньо через викликану зміну параметра. До недоліків варто віднести те, що не всяке збурювання можна виміряти, а також розімкнутий характер системи, тобто вихідна величина не рівняється із вхідною величиною.
Існуючі системи автоматичного регулювання опалювальних котелень віднесених до систем регулювання по збурюванню - коливанню температури зовнішнього повітря. Застосування даного методу стає можливим тому, що об'єкт регулювання (опалювальне приміщення) має досить виражене самовирівнювання регульованого параметра - температури внутрішнього повітря. Точність САР по збурюванню підвищується при застосуванні негативного зворотного зв'язка, здійснюваної по регулюючому впливі - температурі гарячої води на виході котельні. Датчик гарячої води забезпечує також підтримка опалювального графіка при зміні числа працюючих казанів. Додатковий котел включається при певнім зниженні температури зовнішнього повітря, коли теплопродуктивність працюючих котлів не покриває зрослих тепловтрат.
Метод автоматичного регулювання по збурюванню є найбільш прийнятним для котелень, що палюють середні й великі будинки, групи будинків і райони міської забудови. За кордоном цей метод застосовують у своїх системах фірми "Siemens", "Sauter" і ін.
Комбіновані САР. Цим системам властиві достоїнства перших двох систем, а саме висока точність і швидкодія. Однак складність апаратурного виконання, зокрема відсутність надійних датчиків і регуляторів, поки не дозволяє застосовувати цей метод у котельних установках. У системах кондиціювання повітря комбіновані САР знаходять застосування при регулюванні тиску повітря (регулятори прямої дії).
Сучасний розвиток теорії й практики регулювання процесів на багатьох, у тому числі й на теплотехнічних, об'єктах показало недостатність викладених принципів керування, а отже, необхідність більше зроблених систем регулювання. До таких нових принципів ставляться принцип автоматичного пошуку й принцип регулювання за екстремальним значенням. На основі цих принципів будуються так звані самонастроювальні системи автоматичного регулювання. Такі системи містять обчислювальний пристрій, що аналізує процес керування й або змінює структуру системи, або автоматично безупинно змінює установку регулятора так, щоб в обох випадках
забезпечити найкраще протікання процесу регулювання.


Розділ 2 Технічні засоби автоматизації теплових процесів.
Тема 2.1 Класифікація, будова й робота регуляторів.
План.
1.Класифікація автоматичних регуляторів.
2.Електричні регулятори.
3.Гідравлічні регулятори.
4.Пневматичні регулятори.

1.Більшість застосовуваних в енергетику автоматичних регуляторів універсальні. З їхньою допомогою можна автоматизувати технологічні процеси, що протікають в агрегатах різного призначення.
Відносно нескладні об'єкти успішно автоматизують за допомогою автоматичних регуляторів, що працюють без використання стороннього джерела енергії. Ці регулятори звичайно прості в обслуговуванні й налагодженні й мають високу експлуатаційну надійність. Тому застосування їх доцільно в тих випадках, коли за умовами технологічного процесу не потрібна реалізація складних законів регулювання, а .для переміщення регулювального органа досить невеликого зусилля.
Автоматичні регулятори, що працюють із використанням стороннього джерела енергії, розділяються на електричні, гідравлічні й пневматичні. Існують також системи регуляторів, що споживають кілька видів енергії, наприклад електричну й гідравлічну (або пневматичну). До групи електричних ставляться також електронні автоматичні регулятори, у яких застосовані електронні лампи й напівпровідникові елементи.

2. Електричні засоби автоматичного регулювання широко використовуються в енергетику й інших галузях промисловості. До числа достоїнств цих засобів ставляться: простота енергопостачання; можливість перетворення регульованих величин різної фізичної природи в електричний сигнал і передачі його на значну відстань; можливість формування різноманітних алгоритмів функціонування із широким діапазоном зміни параметрів настроювання регуляторів; зручність централізації керування технологічними процесами; можливість побудови складних систем керування, у тому числі багаторівневих з використанням ЕОМ, реалізованих в АСУ ТП.
Електричні засоби автоматизації у своєму розвитку нараховує чотири покоління. При їхній еволюції відбулися значні зміни в електронній базі, конструктивному виконанні, функціональному составі, технологічних характеристиках і сигналах зв'язку.
Перше покоління електричних засобів автоматизації характеризується застосуванням електронних ламп для посилення й перетворенні сигналів, використанням індивідуальних вимірювальних приладів із природним (не уніфікованим) сигналом зв'язку. Основним типом регулюючих приладів першого покоління були РПИБ - регулюючий прилад імпульсної дії з безконтактним виходом і РПИК - той же прилад, але з контактним виходом.
Друге покоління електричних засобів автоматизації відрізняється застосуванням напівпровідникових елементів і переходом до блочно-модульного принципу конструювання приладів з уніфікацією корпусів окремих блоків і переважним використанням уніфікованих сигналів зв'язку, головним чином струмового сигналу 0 - 5 мА.
У схемі регулюючих приладів цього покоління апаратура серії РП-2 Чебоксаркского заводи електричних виконавчих механізмів і комплекс блоків під загальною назвою «КАСКАД» Московського заводу теплової автоматики.
Третє покоління характеризується використанням як елементна база інтегральних мікросхем. Це «зокрема» агрегатний комплекс електричних засобів регулювання «АКЭСР».
До четвертого покоління електричних засобів автоматизації ставляться програмувальні регулятори з автоматичним змінним настроюванням залежно від властивостей об'єкта регулювання «ПРОТАР», «РЕМИКОНТ». У їхньому числі системи приладів автоматичного регулювання «РЕМИКОНТ» і «ПРОТАР».
Конструктивно структурна схема системи «КАСКАД» складається з: вимірювального й блоків, що нормує, функціональних і регулюючих блоків, виконавчих механізмів, оперативних і допоміжних пристроїв. По своєму функціональному призначенню всі пристрої, що ставляться до апаратури «КАСКАД», ділять на наступні групи: статичного перетворення інформації; динамічного перетворення інформації; оперативного керування; виконавчі механізми; допоміжні пристрої.
«АКЭСР» у порівнянні з іншими комплексами засобів автоматичного регулювання має ряд особливостей, основні з яких наступні:
- широке використання інтегральних мікросхем спеціального й загального призначення, завдяки чому скорочуються габарити окремих модулів і забезпечується висока надійність пристроїв.
- підвищення функціональності й насиченості окремих блоків. Кожний блок АКЭСР може виконувати звичайно кілька функцій одночасно, що приводить до скорочення загального числа блоків у схемі керування. Розширення функціональних можливостей системи керування, серед яких виконання дистанційної зміни параметрів динамічного настроювання параметрів регулюючих блоків.
- виконання дистанційного й автоматичного перемикання режиму роботи схеми регулювання за допомогою блоків керування. Широкий вибір уніфікованих електричних сигналів зв'язку - струмових і напруги.
Блочно модульний принцип агрегатированої побудови «АКЭСР» дозволяє проектувати й застосовувати комплексні АСР практично будь-якої складності з різними обчислювальними й логічними функціями.
Функціональна структурна схема «АКЭСР». По функціональному призначенню комплекс АКЭСР містить наступні блоки: кондуктивного поділу, функціональні, регулюючі, оперативного керування й виконавчі пристрої.
«РЕМИКОНТ» це регулюючі мікропроцесорні контролери. Вони представлені трьома серіями:13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
Контролери «РЕМИКОНТ» серії 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415 являють собою мікропроцесорні пристрої керування, архітектура яких оптимізована для рішення завдань автоматичного регулювання технологічних процесів в енергетичної, металургійної, хімічної й ін. галузях промисловості.
Основні функції контролерів 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415: локальне, каскадне, програмне, многосвязное регулювання, керування зі змінною структурою; формування ПИД- законів регулювання; виконання різноманітних статичних і динамічних перетворень аналогових сигналів; обробка й формування дискретних сигналів; виконання всіх алгоритмічних завдань, які вирішуються за допомогою традиційних аналогових приладів автоматичного регулювання; формування сигналів, що програмно-змінюються в часі; виконання операцій керуючої логіки.
До складу серії 13 EMBED Equation.3 1415 входять дві моделі контролерів: модель 13 EMBED Equation.3 1415 -одиночний «РЕМИКОНТ» і дубльований «РЕМИКОНТ»- модель 13 EMBED Equation.3 1415, кожний з яких розрахований на велике ( 40-200) число вхідних- вихідних сигналів.
До складу серії 13 EMBED Equation.3 1415 також входять дві моделі контролерів: одиночний «Ремиконт» 13 EMBED Equation.3 1415 і дубльований – модель 13 EMBED Equation.3 1415 на середнє ( 15-90) число вхідних -вихідних сигналів.
Контролер «РЕМИКОНТ» Р-130 малоканальный багатофункціональний регулюючий.
«Ремиконт» серії Р-130 призначений для побудови сучасних автоматизованих систем керування технологічними процесами й дозволяє виконувати оперативне керування з використанням персональних ЕОМ, автоматичне регулювання, автоматичне логико- програмне керування, автоматичне керування зі змінною структурою, захист і блокування, сигналізацію, реєстрацію подій.
Контролер Р-130 застосовується для керування складними технологічними процесами з більшим числом контрольованих параметрів і керуючих сигналів. Він має проектну компановку, що дозволяє користувачеві вибрати потрібний набір модулів і блоків згідно числа й виду вхідних- вихідних сигналів. Вхідні сигнали від термопар ТХК, ТХА, ТПР, ТВР, ТИП, сигнали від термометрів опору ТСМ, ТСП; уніфіковані аналогові сигнали постійного струму 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415мА; 13 EMBED Equation.3 1415 В; дискретні сигнали. Вихідні сигнали: постійного струму, аналогічні вхідним, дискретні.
3. Гідравлічні регулятори найбільше повно відповідають вимогам і умовам експлуатації систем централізованого теплопостачання, які використовують як теплоносій воду.
Характерною рисою системи теплопостачання як об'єкта автоматизації є те, що в них потрібне масове застосування найбільш простих і надійних регуляторів для підтримки в устаткуванні джерел тепла, мережних трубопроводах теплових мереж і системах теплопотребления заданих значень тиску, перепадів тисків, витрати, рівня й температури теплоносія. При цьому регулювання зазначених характеристик відбувається в системах з витратою теплоносія від 0,5 до 10000 м3/год і більше.
Необхідно також надійно захищати встаткування теплових мереж і джерел тепла від підвищеного тиску й гідравлічних ударів, здійснювати швидку й щільну рассечку теплових магістралей на гидравлически ізольовані зони у випадку припинення циркуляції й переходу до статичного режиму.
Краще застосування гідравлічних регуляторів визначається тим, що вони дозволяють забезпечити:
надійну роботу в приміщеннях з високою вологістю й температурою (теплових камерах, центральних теплових пунктах - ЦТП, індивідуальних теплових пунктах - ИТП із що підмішують і підкачують насосами);
незалежність роботи автоматики від зовнішнього джерела енергії;
досягнення будь-якої необхідної швидкості переміщення РО й створення підвищених зусиль для забезпечення його герметичності при закритті;
використання регулювальних клапанів умовним діаметром від 50 до 1000 мм при однотипному комплекті регулюючих приладів;
зміна при налагодженні й експлуатації швидкості переміщення РО (на відміну від виконавчих пристроїв з електроприводами, що мають постійну швидкість).
На основі гідравлічних регулюючих приладів можуть бути побудовані регулятори, що виконують наступні функції:
регулятор тиску «Після себе» - для підтримки сталості тиску в об'єкті регулювання (трубопроводі) після РО виконавчого пристрою (ИУ);
регулятор тиску «До себе» - для підтримки сталості тиску в об'єкті регулювання (трубопроводі) до РО виконавчого пристрою;
регулятор перепаду тисків (витрати) - для підтримки постійної різниці тисків, обмірюваної або між що подає й зворотним трубопроводами, або на діафрагмі або насосах;
регулятор температури для закритий і відкритих (регулятор РТ - ГВ) систем гарячого водопостачання.
Крім того, на основі основних гідравлічних регуляторів можуть бути побудовані інші спеціалізовані АСР, що забезпечують виконання певних технологічних функцій, і пристрою технологічного захисту теплових мереж і споживачів при аварійному порушенні заданих режимів роботи, що супроводжуються виникненням неприпустимих значень регульованого параметра.
Серед цих АСР можна виділити:
пристрої технологічного захисту (рассечка магістралей теплових мереж на ізольовані зони; швидкодіючі сбросные пристрою різної конструкції для захисту встаткування джерел тепла й теплових мереж від підвищення тиску понад припустимий при нестаціонарних перехідних гідравлічних режимах);
регулятори підживлення (для підтримки сталості тиску у зворотному трубопроводі);
регулятори рівня (для підтримки сталості рівня у відкритих і закритих ємностях).

4. Пневмоавтоматика охоплює технічні засоби регулювання й керування, що використовують у роботі різні ефекти газової динаміки. Носієм сигналів у пристроях пневмоавтоматики є тиск стисненого повітря, що змінюється в стандартному діапазоні 0,02-0,1 Мпа. В історичному розвитку технічних засобів пневмоавтоматики можна простежити чотири покоління.
Перше покоління універсальні регулятори приладового типу. До 40-х років головним завданням автоматизації була стабілізація окремих параметрів-тиску, витрати, температури та ін. Із цим завданням успішно справлялися регулятори, у яких у єдиному корпусі сполучалися вимірювальна система, що показує, що реєструє, що задає й регулює пристрої. Об'єднання всіх функцій у єдиній конструкції було по тим часам їхнім достоїнством, тому що істотно спрощувалися монтаж і обслуговування. Основний недолік універсальних регуляторів- вузькі функціональні можливості, що обмежують їхнє застосування.
Друге покоління - регулятори, що реалізують агрегатну структуру за принципом компенсації зусиль. В 50-х роках став широко застосовуватися агрегатний принцип побудови пневмоавтоматики, відповідно до якого системи керування комплектувалися зі стандартних блоків і пристроїв, що виконували певні функції: вимір, реєстрацію, установку завдання, формування регулюючого впливу, підсумовування, множення на постійний коефіцієнт та ін.
Третє покоління - універсальна , система елементів промислової пневмоавтоматики(УСЭППА). Подальший розвиток промисловості привело до необхідності вирішувати засобами пневмоавтоматики більше широке коло завдань. Для їхнього рішення стало необхідним розташовувати як аналогової, так і дискретною технікою. Звичайна номенклатура пневматичних блоків АУС не задовольняла цим вимогам.
Для побудови систем пневмоавтоматики в 60-х Роках у СРСР став широко, використовуватися елементний і блочно-модульний принцип.
Четверте покоління - струминна пневмоавтоматика (пневмоника). Подальший розвиток пневмоавтоматики привело до створення струминного принципу побудови елементів і модулів. Як носій енергії в струминних елементах використовується повітря, у зв'язку із чим струминну техніку назвали пневмоникою.
Елементи пневмоники мають високу швидкодію й малі габарити. Елементи не містять рухливих частин, що зношуються. Велике значення має й той факт, що для виготовлення елементів пневмоники запропонований технологічний метод, аналогічний використовуваному в електроніці методу друкованого монтажу. По цьому методі струминні елементи й комунікації між ними виходять у вигляді поглиблень у плоских пластинах, що дає можливість використовувати такі високопродуктивні процеси, як штампування, прес-лиття, фототравлення. На базі пневмоники представляється можливим реалізувати вузли цифрової техніки,

2.2.Допоміжне обладнання САР.
План.

1.Загальні відомості про допоміжне обладнання САР.

САР складається з окремих елементів, які впливають один на одного в певній послідовності. Кожну САР можна схематично зобразити у вигляді окремих функціональних елементів з’єднаних стрілками. Стрілки означають загальний вплив елементів і показують їх похил. Кожен елемент перетворює одну фізичну величину в іншу при чому це перетворення іде в певному напрямку. Основними функціональними елементами САР є: чутливі елементи, задатчики, задаючі елементи, нормуючі перетворювачі, елементи порівняння, регулюючі пристрої, підсилювачі, виконавчі механізми, регулюючі органи, об’єкти регулювання. Часто декілька елементів САР конструктивно виконують у вигляді одного пристрою.
Датчики перетворюють величини, що вимірюються у величини зручні для подальшого використання. Основними характеристиками датчиків є чутливість і інертність. Вони визначаються динамічними властивостями. Датчики використовуються з вторинними приладами регуляторами та вторинними перетворювачами. Для безперервного перетворення виміряних параметрів у стандартні електричні, пневматичні сигнали в теплоенергетиці найчастіше датчики вимірюють тиск, перепад тиску температури, витрату, рівень і густині.
Сучасна техніка автоматичного контролю зіштовхується з необхідністю контролю всіляких величин як по своїй природі, так і по діапазонах вимірів, швидкостям змін і т.п. Для полегшення оптимального вибору й використання датчиків у САК необхідна їхня класифікація.
За принципом дії датчики, застосовувані в електричних САК, можна розділити на дві групи: параметричні й генераторні.
У параметричних контрольована величина перетвориться в параметр електричного кола: опір, індуктивність, ємність, взаємну індуктивність. Для виявлення зміни параметра ланцюга під дією контрольованої величини необхідні допоміжні джерела електричної енергії.
У генераторних датчиках різні види енергії безпосередньо перетворяться в електричну. До генераторного ставляться термоелектричні датчики (термопари), індукційні, засновані на явищі електромагнітної індукції, п'єзоелектричні, фотоелектричні й т.п.

Пристрій, що служить для зміни завдання регулятору, тобто для зміни того заданого значення, що повинен підтримувати регулятор, називається що задає, або задатчиком. Для програмного керування й регулювання застосовують програмні задатчики запам'ятовувальні пристрої, постачені даними про виконання програми.
Підсилювач називається пристрій, що служить для кількісного перетворення вхідної величини (сиги датчика) за рахунок використання енергії зовні джерела, причому вхідна й вихідна величини залишаються однаковими по фізичній природі. Необхідність застосування підсилювача пояснюється тим, що сигнал датчика звичайно дуже слабкий і недостатній для керування наступними елементами систем у тому числі виконавчим пристроєм. У зв'язку із цим підсилювач можна визначити як керуючий пристрій, що призначено для кількісноъ зміни допоміжної енергії, що надходить до виконавчого двигуна, відповідно до сигналі датчика. У схемах автоматизації підсилювачі займають проміжне місце між датчиками й виконавчими елементами.
Основними характеристиками підсилювача виявляють робоча характеристика й коефіцієнт підсилення.
Робоча характеристика підсилювача являє собою залежність вихідної величини від вхідної на сталому режимі.
Коефіцієнтом підсилення називається відношення значення величини на виході підсилювача до значення величини на вході.
Підсилювачі застосовують для збільшення потужності сигналу і по принципу дії розрізняють магнітні, пневматичні, гідравлічні і електричні. Магнітні підсилювачі дозволяють керувати потужною системою змінного струму шляхом зміни постійного струму в малопотужні підсилення. Дають можливість додавати декілька незалежних вхідних сигналів і отримувати великі коефіцієнти підсилення. Вони прості конструктивно і надійні. Використовуються для підсилення напруги і потужності і мають широке застосування.
Пневматичні застосовують для підсилення потужності вихідних сигналів регуляторі.
Для розподілення електроенергії захисту і регулювання , керування електроприводом застосовують апаратуру, що розділяється на 4 категорії.
Апаратура розподілення електроенергії (напруга до гк V – рубильник. Пакетні вимикачі, кнопочні вимикачі).
Апаратура захисту (лавки, реле, пристрої автоматичного вимкнення).
Релейно контактні апарати автоматичного управління (магнітні пускачі, комплект ори, реле часу, проміжні т. п.)
Безконтактна апаратура автоматичного управління (магнітні підсилювачі, безконтактні магнітні реле).




2.3. ВИКОНАВЧІ МЕХАНІЗМИ ТА РЕГУЛЮЮЧІ ОРГАНИ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ
ПЛАН
Призначення виконавчих механізмів та їх класифікація.
Електромагнітні виконавчі механізми.
Електромоторні виконавчі механізми.
Схеми керування і сигналізації положення виконавчих механізмів.
Гідравлічні і пневматичні виконавчі механізми.

Призначення виконавчих механізмів та їх класифікація.
Виконавчі механізми отримують сигнал від підсилювача і формують зусилля для приводу в дію регулюючого органу.
Базовий принцип класифікації виконавчих механізмів-вид енергоносія, в залежності від котрого вони діляться на гідравлічні, пневматичні, електричні і комбіновані.
По характеру переміщення регулюючого органу бувають безперервної і дискретної дії (відкрито-закрито), а також поступального і обертового руху.
Основні характеристики виконавчих механізмів:
коефіцієнт підсилення по потужності;
швидкість (постійна або регульована );
зусилля переміщення на виході.
Вимоги до виконавчих механізмів:
лінійне (кутове) переміщення узгоджується з переміщенням регулюючого органу;
статична характеристика повинна бути лінійною (якщо можлива така реалізація);
виконавчий механізм повинен бути реверсивним;
потужність виконавчого механізму повинна забезпечувати задану швидкість на всіх режимах роботи.
Пристрій, призначений для зміни витрати регульованого середовища, енергії або яких-небудь інших величин відповідно до вимог технології, називається регулювальним органом.
У теплоенергетиці найбільше поширення одержали регулювальні органи, які змінюють величину потоку речовини або його витрат.
Конструктивне виконання регулювальних органів залежить від умов роботи теплоенергетичних установок. Їхні характеристики повинні відповідати заданим вимогам. При безперервному регулюванні необхідно, щоб пропускна характеристика регулювального органа була строго певної, а при двопозиційному регулюванні важливе співвідношення між часом його відкриття й закриття.Для регулювання витрат газів і рідин застосовують дросельні регулювальні органи (шиберні, регулювальні клапани й поворотні заслінки)
Електромагнітні виконавчі механізми.
В АСР позиційної дії широке застосування дістали електромагнітні приводи, котрі перетворюють енергію електричного струму в поступальний рух робочого органу. Такі приводи, їх ще називають соленоїдними, представляють собою прямо ходовий магніт з якорем, котрий втягується.
Електромагнітні виконавчі механізми є прості і надійні. По виду руху діляться на електромагніти з поступальним рухом і електромагнітні муфти з обертовим рухом.
За характером руху осердя і з’єднаного з регулюючого органу електромагнітні виконавчі механізми діляться на тягнучі, штовхаючі , поворотні, утримуючі, реверсивні.
По кількості позицій вихідного силового елементу (регулюючого органу) розрізняють одно, двох і трьох позиційні електромагнітні виконавчі механізми.
В даний час широкого поширення дістали електромагнітні приводи серії ЕВ, призначені для керування різними засувками, вентилями, клапанами.
Електромагнітні приводи серії ЕВ3, розраховані на короткочасний режим роботи , а серії ЕВ1 і ЕВ2 на довготривалу присутність струму в їх обмотці.

1-Повертаюча пружина;
2-Котушка;
3-Рухоме осердя;
4-Шток.

При допомозі рухомого осердя енергія магнітного поля перетворюється в механічну і через шток передається запираючому елементу. Переміщення осердя, при котрому проходить рух запираючого елементу, називається робочим ходом (.

Однооборотні виконавчі механізми.
До однооборотних виконавчих механізмів відносяться механізми, у котрих кут повороту вихідного валу не перевищує 360*. Вони застосовуються для різноманітних регулюючих органів в системах дистанційного і автоматичного керування. Однооборотні виконавчі механізми виготовляються з релейно-контактним і безконтактним керуванням. До них відносяться колонки дистанційного керування типу КДУ, виконавчі механізми типу ИМ-2/120, ИМТ, МЭК, МЭО і т.п.
Характерною особливістю безконтактних виконавчих механізмів типу МЕО є висока швидкодія, можливість роботи в стопорному режимі, відсутність обмежень по частоті і часі включень.
Багатообертові виконавчі механізми.
Для керування багатообертовими відсічними і регулюючими органами широке застосування дістали виконавчі механізми, що складаються з електродвигуна, понижуючого механічного редуктора і ряду додаткових пристроїв. На рис.2 приведена структурна схема приводу керованої арматури, де:
1.Регулюючий орган-робочий орган.
2.Електродвигун-джерело руху.
3.Силовий обмежуючий пристрій призначений для попередження поломки або перевантаження арматури.
4.Редуктор-служить для перетворення виду і швидкості руху вихідного елементу двигуна у відповідності з призначенням керованої арматури.
5.Пристрій відключення маховика дублера-використовується при налагоджувальних роботах, а також при відсутності енергії для двигуна, або виході його з ладу.
6.Фіксуючий пристрій-для збереження положення робочого органу і арматури в положенні на момент зупинки.
7.Блок шляхових вимикачів-для сигналізації положення робочого органу, відключення двигуна від джерела енергії, блокування приводу з роботою інших механізмів.
8.Місцевий вказівник положення затвору арматури-для місцевого показування ступеню відкриття арматури в будь-який момент часу.

Схеми керування і сигналізації положення виконавчих механізмів.
При дистанційному або автоматичному керуванні запорними і регулюючими органами важливо забезпечити наступні вимоги:
- Схема керування повинна забезпечити захист від перевантажень і коротких замикань в силових колах електроприводу.
- Забезпечувати неможливість одночасної подачі командних імпульсів від пристроїв дистанційного і автоматичного керування і блокувати можливість подачі живлення на одну з котушок реверсивного магнітного пускача при протіканні струму через іншу.
- Виключати можливість одночасного керування одним пристроєм з різних пультів.
- Забезпечувати можливість зупинки в будь-якому проміжному стані, і сприйняття подальшої команди на закриття чи відкриття.
- Нормальна зупинка виконавчого механізму в положенні повного відкриття чи закриття повинна здійснюватись кінцевими вимикачами, котрі розривають коло живлення відповідної котушки реверсивного пускача.
- Схема керування підсічним органом повинна забезпечити можливість дистанційного керування зі щита або з місця, і автоматичного керування по команді від пристрою блокування чи регулювання.
- Схема керування регулюючим органом повинна забезпечити його рух тільки під час дії імпульсу дистанційного або автоматичного керування.
Сигнал на відкриття або закриття , що поступає від пристроїв автоматики, може бути не тільки імпульсним але й довготривалим. Відключення електродвигуна при заклинюванні запірного органу в проміжному стані проходить за рахунок теплового розмикача автоматичного вимикача, встановленого в силових колах живлення. В тих випадках, коли муфта граничного моменту використовується не для примусового ущільнення запірного органу, а для захисту електродвигуна при заїданні в проміжному стані, дія пристроїв автоматики повинна мати характер короткочасних імпульсів.
Для припинення дії помилково поданої команди, а також для короткотривалої зупинки запірного органу в проміжному стані передбачено взаємоблокування реле

Гідравлічні і пневматичні виконавчі механізми.

Гідравлічні і пневматичні виконавчі механізми перетворюють енергію робочого середовища, що знаходиться під тиском, в механічну енергію поступального або обертового руху.
В якості робочого середовища в гідродвигунах найчастіше використовується мінеральне масло, що зберігає свої властивості при дії на нього високого тиску. В пневмодвигунах робочим середовищем служить стиснуте повітря.
В пристроях автоматичного керування гідро і пневмодвигуни використовують значно рідше, ніж електродвигуни, але в ряді випадків вони є єдино допустимим технічним рішенням.
Розрізняють дві основні різновидності гідро і пневмодвигунів: з поступальним рухом (мембранні і поршневі) і з обертовим рухом (шестеренчасті, лопатеві, плунжерні і турбінні).

Мембранні виконавчі механізми.

В мембранному виконавчому механізмі переміщення вихідного штоку 4 здійснюється силою, що створюється тиском робочого середовища на мембрану 2. При цьому повертаюча пружина 3 стискається. Чим більший діаметр мембрани, тим більше зусилля може бути передане на регулюючий орган. Порожнина під мембраною з’єднана з атмосферою. При знятті тиску мембрана, а відповідно шток повертаються повертаючою пружиною в попередній стан. Диски 1 забезпечують жорсткість мембрани, виготовленої з прорезиненої тканини.

Поршневі виконавчі механізми.











В циліндрі 1 виконавчого механізму переміщується поршень 2 зі штоком 3.
Поршень буде нерухомим якщо рівні тиски Р1 і Р2. Якщо тиск в лівій порожнині більший, то на поршень буде діяти сила, рівна різниці тисків Р1 і Р2 помноженій на площу поверхні поршня.
Під дією цієї сили поршень почне переміщуватись вправо. Шток 3 проходить через ущільнюючий сальник 4.



Розділ 3. АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕПЛОТЕХНІЧНИХ УСТАНОВОК.

3.1.Основні типи схем автоматизації обладнання теплотехнічних установок.

1.Класифікація схем автоматизації.
2.Побудова схем та графічні умовні позначення.

Основними автоматичними пристроями які визначають технологічний режим процесу, є регулятори. Тому спочатку необхідно вибирати параметри, які необхідно регулювати, та канали внесення регулюючих впливів і лише після цього почати вибір інших параметрів.
Вибираючи контрольні параметри, необхідно керуватися тим, щоб при мінімальній їх кількості забезпечувався найповніший обсяг інформації про процес.
Параметри сигналізації починають вибирати після аналізу об’єкта щодо його вибухо- та пожежобезпечності, а також токсичності й агресивності перероблюваних речовин. Сигналізації підлягають параметри, які можуть привести до аварії або істотно порушити технологічний режим.
Якщо в ході проведення технологічного процесу виникають вибухо- та аварійно- небезпечні ситуації, то слід передбачити відповідний захист. Параметри такого захисту вибирають залежно від того, що може бути причиною аварії.
Схеми та пристрої автоматичного блокування попереджають неправильні запуски та зупинки апаратів і машин, а також виключають можливість виконання наступних операцій, якщо не виконана хоча б одна з попередніх.
Функціональна схема автоматизації (ФСА) є основним технічним документом, який визначає структуру та функціональні зв’язки між технологічним процесом і системами автоматичного контролю та вимірювання, регулювання, сигналізації, захисту та блокування.
Всі прийняті рішення з автоматизації окремих ТОК відтворюють на спрощеній функціональній схемі автоматизації, котрі проектують згідно з правилами розробки ФСА тільки без розшифровки конкретних засобів автоматизації. При спрощеному способі не показують первинні перетворювачі і всю допоміжну апаратуру. Прилади і засоби автоматизації, що здійснюють складні функції (контроль, регулювання, сигналізацію, тощо ) і виконані у вигляді окремих блоків, показують одним умовним графічним позначенням. На спрощених ФСА присвоюють номери позицій окремим контурам автоматизації та вказують окремі функціональні ознаки окремих контурів. Такий метод простий і вимагає менших затрат праці , але не дає уяви про місце розміщення автоматичних пристроїв (на щитах , пультах, в шафах ). Для розшифрування спрощених ФСА і складання елементних ФСА вибирають конкретні технічні засоби автоматизації і місце їх встановлення.
Виконання ФСА здійснюється викреслюванням на листі з використанням певних вимог до графічних зображень елементів як технологічного процесу, так і засобів автоматизації, зв’язків між ними, пунктів контролю та вимірювання, регулювання, автоматизації, захисту та блокування.
При створенні ФСА необхідно вирішити такі основні задачі як:
визначити певний рівень автоматизації технологічних процесів;
вибрати всі засоби автоматизації: які би дали можливість реалізувати обгрунтовані системи контролю та вимірювання, регулювання, сигналізації, захисту та блокування.
Технологічне обладнання процесу виконують на листі за умовними графічними позначеннями, що подані у Державних стандартах України. Якщо на деяке спеціальне обладнання відсутні умовні графічні позначення, то їх виконують за вказівками проектних організацій, або використовують існуючу технічну чи проектну документацію.
При зображенні технологічного обладнання, окремих його елементів, трубопроводів і потоків, необхідно давати відповідні текстові пояснення (наприклад, назву технологічного обладнання, його номер, вказувати напрями потоків, у розриві ліній-потоків ставити відповідні цифри, які вказують на тип речовини та пояснення до цих цифр, які введені самостійно, тощо (див. таблицю1.3.1 )).
Всі елементи, які входять у системи автоматичного контролю та вимірювання, регулювання, сигналізації, захисту та блокування, наприклад: давачі вторинні вимірювальні прилади , задавачі, автоматичні регулятори, кнопки керування, магнітні пускачі, перетворювачі (ЦАП), засоби обчислювальної техніки, крім виконавчих механізмів та регулюючих органів, зображають на ФСА у вигляді кола діаметром 10мм (див. Рис.1.1). прилад по місцю, (Рис. 1.2) прилад на щиті.
Виконавчий механізм зображають як показано на рис.1.4. Регулюючий орган зображають згідно рис.1.5. На ФСА виконавчі механізми та регулюючі органи викреслюють на технологічних потоках: які показують лініями: у вигляді (рис.1.6):: тобто зображення: що на рис.1.4 і 1.5 суміщаються в одне.
Окремі елементи на ФСА з’єднують між собою лініями зв’язку (пряма товщиною 0,5мм). Чутливий елемент давача показують на технологічних потоках, або на технологічному обладнанні згідно рис.1.6 де,








а-пряма, що зображає потік, є дотичною до графічного зображення давача;
б-чутливим елементом давача є імпульсна трубка (таке зображення властиве при зображенні пружинних і рідинних манометрів, термометрів розширення та манометричних термометрів);
в-від прямої, що зображає потік, проводять довільної довжини лінію зв’язку, а потім подають графічне зображення давача;
г-графічне зображення давача поміщають на перетині потоку (таке зображення властиве лише давачам витрати); на технологічному обладнанні.
Буквені умовні позначення на ФСА подані у таблиці 13.3.2 .
Приклади побудови ФСА подані на рис.1.3.7. і 1.3.8.
Методика побудови графічних умовних позначень.
У верхній частині кола наносяться буквені позначення вимірювальної величини і функціонального признаку приладу.
Порядок розташування буквених позначень (зліва направо) повинен бути наступним:
1. Позначення основної вимірювальної величини.
2. Позначення, уточнює (як що це необхідно) основну вимірювану величину.
3. Позначення функціонального признаку приладу.
В нижній частині кола наносять позиційне позначення (цифрове або буквенно-цифрове), яке служить для нумерації вимірювання або регулювання або окремих елементів комплекту по замовленій специфікації проекту.
В окремих випадках, коли позиційне позначення приладу не поміщається в колі, допускається нанесення його ззовні кола.
4.1. Приклад побудови умовного позначення приладу.
1- вимірювана величина (Р- тиск);
2- уточнення вимірюваної величини (D- перепад тиску);
3,4,5 - функціональні признаки приладу (І- показ, R- реєстрація, С- автоматичне регулювання );
1-1 - номер позиції по ФСА.

Розміри графічних умовних позначень.






Основні положення ГОСТ 21.404-85
1. Умовні позначення.
№п/п
Позначення
Назва

1

Первинний вимірювальний перетворювач (датчик); прилад, встановлений по місцю; на технологічному трубопроводі, апараті, стіні, підлозі, колоні, металоконструкції.

2



Прилад, який встановлюється на щиті, пульті.

3

Виконавчий механізм. Загальні позначення. Положення регулюючого органу при закінченні подачі енергії або управляючого сигналу не регламентується.

4

Регулюючий орган.

5

Лінія зв’язку.

6


Перетин лінії зв’язку з з’єднанням між собою.




Буквенні умовні позначення на функціональних схемах
ОСТ 37 27-77.
Позначення
Вимірювана
величина
Функції котрі виконуються приладом


Основне значення першої букви
Додаткове значення


1
2
3
4

A


Сигналізація

C


Регулювання

D
Щільність, густина
Різниця, перепад


E
Будь яка електрична величина

Первинне перетворення

F
Витрата
Співвідношення, частка, дріб


G
Розмір, положення,
переміщення



H

Верхня границя вимірюваної величини
Ручна дія

I


Показування

J


Автоматичне переключення, оббігання

K
Час, часова програма

Станція керування

L
Рівень
Нижня границя вимірюваної величини


M
Вологість



N,O
Резервні букви



P
Тиск, вакуум



Q
Якість, склад, концентрація
Інтегрування, додавання


R
Радіоактивність

Реєстрація

S
Швидкість, частота

Включення, виключення, перемикання

T
Температура

Проміжне перетворення, дистанційна передача

U
Кілька різнойменних величин



V
В’язкість



W
Маса



Y


Перетворення, обчислення функції





3.2.Автоматизація керування і контролю водопідігрівальних установок і теплових мереж.
План.

1.Задачі автоматизації теплових мереж.
2.Регулювання підігрівачів.
3. Регулювання підживлювання тепломережі.

Автоматизація водяних систем теплопостачання сприяє підтримці заданих гідравлічних та теплових режимів в різних їх точках. Основну роль у вирішенні цих задач відіграють пристрої автоматичного регулювання та автоматичного захисту.
Відомо, що тільки центральний метод регулювання на ТЕЦ або в котельні не може забезпечити задані гідравлічні та теплові режими у багаточисельних і різнорідних споживачів тепла, тому застосовують декілька ступенів регулювання. Додатково до центрального вводять групове регулювання на центральних теплових пунктах (ЦТП), місцеве загальне або позонне в індивідуальних теплових пунктах (ІТП), а також індивідуальне регулювання безпосередньо в місці споживання тепла.
В теплових мережах значної довжини з незадовільним рельєфом місцевості встановлюють насосні перекачуючі підстанції, які являються додатковим об’єктом (ступеню) регулювання та захисту.
На теплопідготовчій установці ТЕЦ або котельні здійснюють регулювання тиску води перед мережними насосами, захист від підвищення тиску мережної води, регулювання температури мережної води в подаючому трубопроводі за основними підігрівниками або піковими водогрійними котлами, регулювання рівня конденсату в підігрівниках та захист їх від переповнення конденсатом, регулювання деаераторів підживлювальної води.
В опалювально-виробничих котельнях, де для потреб опалення встановлюються підігрівальні установки, для підтримки температури води в тепломережі відповідно до опалювального графіка необхідно передбачати регулятор температури. Опалювальний графік котельні виражає залежність температури мережної поди від температури зовнішнього повітря.
У котельнях, призначених для теплопостачання тільки будинків з періодичним перебуванням людей (установи, видовищні підприємства й т.п.), рекомендується передбачати можливості програмного регулювання відпустки тепла з метою економії палива за рахунок зниження температури приміщень на періоди відсутності людей.
Температура води в тепломережі може підтримуватися декількома способами:
- впливом на витрату пари, що подається на підігрівник;
- зміною поверхні нагрівання підігрівника;
- підмішуванням частини зворотної мережної води в пряму.
Регулювання температури мережної води зміною витрати насиченої пари має певні недоліки: незадовільна робота регулювального клапана на насиченій парі низького тиску й можливість появи вакууму в паровому просторі підігрівника при температурі насиченої пари менше 100°С, зниження тиску конденсату (при малих навантаженнях) нижче величини, необхідної для його надходження в деаератор.
При регулюванні зміною поверхні нагрівання підігрівника регулювальний орган установлюється на лінії конденсату після підігрівника, і залежно від температури мережної води частина поверхні нагрівання затопляється конденсатом і виключається з активного теплообміну. При цьому способі діапазон регулювання невеликий н швидше виходять із ладу поверхні нагрівання підігрівника. При регулюванні підмішування регулювальний орган установлюється на обвідній лінії підігрівника або групи підігрівників, пропускаючи частину зворотної мережної води безпосередньо в тепломережу, минаючи підігрівники.
При автоматизації мережних підігрівачів одною з основних задач є регулювання температури води на виході з підігрівачів. Найчастіше застосовують центральне регулювання по опалювальному графіку з температурою води в подаючому трубопроводі 60-1500С.
При двохступеневій послідовній схемі приєднання абонентських вводів можливе регулювання температури води по підвищеному температурному графіку.
По метеорологічних даних необхідна температура мережної води встановлюється вручну задавачем регулятора з точністю (-20С.
Регулювання температури мережної води за підігрівниками здійснюється шляхом дроселювання гріючої пари або перепуском частини мережної води в обхід підігрівачів
Перший метод застосовується при регулюванні температури мережної води за піковими підігрівачами, другий метод за основними підігрівачами, коли відключені пікові. При цьому забезпечується менше коливання тиску гріючої пари і зменшується інерційність регульованого об’єкту. В обидвох випадках застосовують ПІ-регулятори.
Регулювання підживлення теплової мережі. Регулювання підживлення тепломережі ведеться залежно від величини тиску зворотної мережної води на всосе мережних насосів. Завдання регулятора підживлення полягає в збереженні постійного пьезометрического графіка теплової мережі. Для тепломереж, виконаних із закритою схемою водоразбора. підживлення становить приблизно 2% кількості циркулюючої води. При невеликих витратах можна встановлювати регулятор тиску прямої дії. Динамічна характеристика процесу підживлення може бути прийнята, як для одноємнісного об'єкта із самовирівнюванням, і тому для регулювання тиску води на всасе мережних насосів рекомендується застосовувати статичний регулятор.












































У котельнях, що має підігрівники для потреб гарячого водопостачання, необхідно підтримувати температуру води постійної (не вище 70°С).
Автоматичне регулювання температури води в тепломережі. Регулювання температури води в тепломережі в котельні з водогрійними казанами пов'язане з регулюванням температури води за казанами й витратою води через казани. Технологічні вимоги, пропоновані до системи регулювання, що випливають: температура води в тепломережу повинна підтримуватися відповідно до опалювального графіка; витрата води через казани повинен бути постійним; температура води на виході з казанів повинна бути не вище 150°С.


3.3.Автоматизація керування та контролю котельних установок.
План.
1.Паровий котел як об'єкт регулювання.
2.Регулювання живлення котела.
3.Регулювання процесу горіння.

1.Завдання регулювання котельних агрегатів. До завдань регулювання котельних агрегатів, які диктуються як вимоги споживачів пари, так і необхідністю забезпечення надійного й економічного режиму роботи самих котлів, ставляться наступні:
- приведення навантаження котельного агрегату у відповідність із завданням;
- підтримка заданих значень тиску й температури пари, що надходить споживачеві;
- підтримка такого співвідношення між подачами палива й повітря, а для котлів із шахтно-млиновими топками такого розподіл первинного й вторинного повітря, що відповідає найвищої економічності топкового процесу;
- стабілізація розрідження в топці;
- підтримка в барабанних котельних агрегатах постійного рівня води в барабані у встановлених межах, а також солевмісту котлової води;
Перераховані завдання вирішуються шляхом впливу на регулювальні органи котельного агрегату, що управляють подачами живильної води, палива і повітря, відсосом димових газів, подачею охолодної води на пароохолодники або інші засоби регулювання температури пари, величиною безперервної продувки води з барабана котлоагрегату.
Паровий котел як об'єкт регулювання. Паровий котел представляє складну динамічну систему з декількома взаємозалежними вхідними й вихідними величинами. Однак виражена спрямованість ділянок регулювання по основних каналах регулюючих впливів дозволяє здійснювати стабілізацію й зміну регульованих параметрів за допомогою незалежних одноконтурних систем, зв'язаних через об'єкт регулювання - котельний агрегат.
Автоматична система регулювання (АСР) барабанного парового котла в цілому складається з окремих замкнутих контурів:
- тиску перегрітої пари й теплового навантаження;
- економічності процесу горіння палива;
- розрідження у верхній частині топка;
- температури перегрітої пари;
- живлення котловою водою;
- якості котлової води.
Вимоги високої точності регулювання параметрів для забезпечення надійної й економічної роботи котельного агрегату спричиняється необхідність застосування швидкодіючих автоматичних регулюючих пристроїв. У регулюванні котлоагрегатів широко застосовуються електричні схеми з електронними регуляторами. Як виконавчі механізми використовуються електромеханічні сервоприводи з редукторами й колонки дистанційного керування.
2.Автоматизація живлення барабанних котлоагрегатів передбачає автоматичне керування живленням водою як при умовах нормального протікання експлуатаційних режимів роботи котла, так і при режимах пуску й останова котельного агрегату.
У свою чергу нормальні эксплутационные режими роботи можуть протікати при постійному й змінному (ковзному) тиску свіжої пари.
Показником відповідності матеріального балансу між парою й водою - витрати свіжої пари й витрати живильної води служить рівень у барабані котла. Відхилення рівня води в барабані від середнього значення характеризує наявність небалансу між припливом живильної води й витратою пари. Воно (відхилення) відбувається також внаслідок зміни паровмісту пари в пароводяній суміші піднімальних труб за рахунок коливань тиску пари в барабані котла або змін тепловосприятия випарних поверхонь нагрівання.
Так, при збільшенні витрати пари в перший момент після збурювання рівень води в барабані зростає в результаті різкого зменшення тиску пари, що у свою чергу приводить до збільшення паровмісту в піднімальних трубах циркуляційного контуру й росту рівня. Це явище називається набряканням рівня.
При зміні навантаження котла й, як наслідок, зміні його паропродуктивності середній рівень води повинен підтримуватися постійним.
Максимально припустимі відхилення рівня води в барабані становлять + 100 мм від середнього значення, установленого заводом-виготовлювачем. При цьому середній рівень не обов'язково повинен збігатися з геометричною віссю барабана. Зниження рівня нижче видимої частини водомірного скла, установленого на барабані котельного агрегату, уважається «упуском» води, а перевищення його верхньої видимої частини - «перепиткой». Відстань між цими критичними оцінками становить 400 мм.
Схема автоматичного регулювання живлення котельного агрегату. В АСР живлення котла водою реалізований принцип комбінованого регулювання по збурюванню - при зміні витрати пари або живильної води й відхиленню - при зміні рівня води в барабані котла.
Регулятор живлення повинен забезпечити сталість середнього рівня води незалежно від навантаження котела й впливів, що обурюють .
В АСР живлення використовують для цих цілей триімпульсний регулятор живлення. Сигнали по збурюванню: витрата свіжої пари Dn, витрата живильної води Dnв. Сигнал по відхиленню: рівень у барабані котельного агрегату Hб. Сигнал по витраті живильної води використовується як виключає для зняття в статиці сигналу по витраті пари.
Регулятор живлення переміщає регулювальний орган на лінії живильної води з появою сигналу небалансу між витратами живильної води й перегрітої пари. Крім цього він впливає на положення клапана при відхиленні рівня води в барабані котельного агрегату від заданого значення. Використання сигналів Dn і Dnв забезпечують швидкодія АСР живлення, сигнал Hб – задану точність підтримки рівня в барабані.
У схемі вимірювального блоку регулятора живлення датчики Dn, Dпв і Hб включені таким чином, що при зниженні рівня води в барабані котлоагрегату, збільшенні витрати пари, зменшенні витрати живильної води, вони діють в одному напрямку – убік відкриття






















Принципова схема регулювання живлення барабана котла.
1-економайзер, 2-барабан котела, 3-пароперегрівник, 4-регулятор живлення, 5-датчик рівня, 6-задатчик, 7-датчик витрати пари, 8-датчик витрати живильної води, 9-регулятор продуктивності, 10-живильний клапан, 11-живильний насос, 12-гідромуфта, 13-електродвигун, 14 - диференціальний манометр.

живильного клапана, а при підвищенні рівня, зменшенні витрати пари й збільшенні витрати живильної води убік закриття живильного клапана.
Як регулювальні органи живлення використовуються шиберні клапани й клапани золотникового типу.
При ковзному (змінному) початковому тиску пари перед турбіною для котела, що працює з нею в блоці, по всьому пароводяному тракті відсутні дроселювання робочого тіла, а зменшення тиску виробляється зниженням швидкості обертання живильного насоса, при цьому скорочується потужність, затрачувана на його привод. Зміна числа обертів живильного насоса, (11) зв'язаного гідромуфтою (12) з електродвигуном (13), досягається впливом регулятора продуктивності (9) по сигналі перепаду тиску на живильному клапані (10) від дифманометра (14).

3. Функції приведення навантаження котла до заданого значення, функції забезпечення відповідності між подачами палива й повітря, стабілізації розрідження в топленні покладають на регулятори палива, повітря й тяги, комплекс яких називається «регуляторами процесу горіння».
Регулювання подачі палива. У кожний момент часу в топленні котла повинне згоряти стільки палива, щоб кількість пари, вироблюваного котельним агрегатом, відповідало кількості споживаної пари, тобто зовнішньому навантаженню котельного агрегату. Показником такої відповідності є тиск пари при виході з котла.
Якщо при згорянні палива виділяється більше тепла, чим це необхідно для виробництва споживаної кількості пари, то зайве тепло акумулюється в котлі, що приводить до росту тиску. Навпаки, якщо паливо подається в недостатній кількості, то потреба в парі покривається частково за рахунок тепла, акумульованого в котловій воді, а тиск пари при цьому падає. Таким чином, подача палива повинна виробляється так, щоб забезпечити постійний тиск пари при виході з котла.
Регулювання подачі повітря. Подача повітря в топка повинна забезпечити найбільш економічний режим горіння палива. Для цього потрібно підтримувати відповідність між кількістю і якістю подаваного палива, з одного боку, і кількістю повітря, необхідного для горіння, з іншої. Показником цієї відповідності є коефіцієнт надлишку повітря в топленні
·т, що контролюється за даними газового аналізу.
Оптимальне значення надлишку повітря залежить від виду палива, способу його спалювання, конструкції топкового пристрою, навантаження котельного агрегату. У конкретних умовах оптимальне значення
·т при різних навантаженнях визначається на підставі випробувань котельного агрегату.
Значення
·т можна оцінити по змісту вільного кисню ПРО2 у димових газах, що залишають топкову камеру.

·т = 21/21 - О2
Зміст ПРО2 визначають у поворотній камері газоходу за пароперегрівником в %. Оптимальне значення О2 при номінальному навантаженні при спалюванні пилоподібного палива – 3-5 %, при спалюванні мазуту й газу - 0, 2-2 %, при цьому
·т =1,2 – 1,3.
Значне збільшення надлишку повітря проти оптимального приводить до росту втрат тепла з газами, що йдуть, q2, а надмірне зниження надлишку повітря збільшує втрати з хімічною неповнотою згоряння q3.
Регулювання тяги. Регулювання тяги повинне забезпечувати повне видалення продуктів згоряння.
У статичні (рівноважних) режимах продуктивність димососів повинна в кожний момент часу відповідати продуктивності дутьевих вентиляторів. Показником цієї відповідності служить розрідження в топковій камері.
Допускати в топленні котельного агрегату надлишковий тиск не можна, за винятком котлоагрегатів, що працюють під наддуванням, тому що це викликає вибивання газів і полум'я з топка.
З іншого боку, при значному розрідженні в топленні зростають присоси повітря, що знижують економічність роботи котла за рахунок втрат з газами, що йдуть, - q2 і збільшення витрати електроенергії на роботу димососів.
Розрідження в різних зонах топкового простору котельного агрегату по висоті топкової камери неоднаково. Внаслідок явища самотяги розрідження у верхній частині топка буває звичайно приблизно на 0,1 КПа більше, ніж у нижній. Тому підтримують необхідне мінімальне розрідження у верхній частині топкової камери.


3.3.1. Схеми регулювання економічності процесу горіння парових барабанних котлів.

У зв'язку з більшою конструктивною розмаїтістю топкових пристроїв і систем подачі палива для котлів, що працюють на різних видах палива, істотно розрізняються й схеми регулювання процесу горіння, що забезпечують задане теплове навантаження котельного агрегату.
Найпоширенішими є системи регулювання процесу горіння для котлів з пилеживильниками, шахтно-мірошницькими топками й для котлів, що працюють на рідкому й газоподібному паливі.
У перших найпростіших схемах регулювання процесу горіння як критерій теплового навантаження було використане положення органа, що регулює подачу палива, 13 EMBED Equation.3 1415(мал. ,а). Цей імпульс був зворотним зв'язком для регулятора палива, до якого надходив сигнал, що задає, від регулятора тиску при виході з котела або від головного (коригувального) регулятора, що діє по тиску в магістралі, при паралельній роботі декількох котлів на загальний паропровід. Сигнал по положенню регулювального органа подачі палива, у якості що задає, подавався на регулятор повітря, до якого надходив також сигнал зворотного зв'язка по витраті повітря (V). Розрідження в топленні (13 EMBED Equation.3 1415 ) підтримувалося незалежним регулятором тяги. Така схема регулювання процесу горіння, коли витрата повітря приводиться у відповідність із витратою палива, зветься « паливо-повітря».
Недоліком описаної вище схеми регулювання процесу горіння в першу чергу є непоказність прийнятого методу оцінки фактичного теплового навантаження котела, у першу чергу для котлів, що спалюють тверде паливо, через можливу зміну якості палива, нестабільності характеристик пилеживильників і т.д. Ці фактори приводили до різкого порушення економічності топкового процесу й відхиленню дійсного навантаження від заданої. Недоліки схеми привели до відмови від схеми « паливо-повітря» з використанням сигналу по положенню регулювального органа подачі палива для котлів, що спалюють вугільний пил.


Структурні схеми регулювання процесу горіння.
РТ – тиск у загальному паропроводі, Р0 – тиск первинної пари, Dзд – завдання, hтоп – положення регулювального органа подачі палива, Dп – витрата первинної пари, V – витрата повітря, SТ– розрідження в топленні котела, 13 EMBED Equation.3 1415 – швидкість зміни тиску пари, ДС – динамічний зв'язок.

Схему « паливо-повітря» перемінила схема, організована за принципом « пар-повітря» (мал.,б), що де задає сигналом регулятору повітря служить витрата пари при виході з котела (Dп).
При сталості температури живильної води, тепломісткості пари, КПД котлоагрегату й при спалюванні односортного палива витрата пари в статиці практично однозначно задає теоретично необхідний для горіння витрата повітря. Тому при сталих режимах схема « пара-повітря» забезпечує задовільну точність підтримки заданого коефіцієнта надлишку повітря, що визначає фактора економічності топкового процесу.
Однак у перехідних режимах, пов'язаних зі зміною акумульованого в котлі тепла, витрата пари не погодиться з фактичним тепловим навантаженням котла, і оптимальне співвідношення між подачами палива й повітря порушується.
Корисним удосконаленням схеми « пара-повітря» є використання динамічного зв'язку (зникаючого імпульсу) від регулятора палива до регулятора повітря (рис .в). Динамічний зв'язок діє тільки в перехідних режимах і не робить залишкового впливу на вимірювальну схему регулятора повітря.
Загальною проблемою створення оптимальної схеми регулювання горіння для котлів, що працюють на твердому паливі, є вимір витрати палива. Неоднорідність состава твердого палива уможливлює зміна тепловиділення при постійній подачі палива. Тому для котлоагрегатів, що працюють на твердому паливі, у схемах регулювання процесу горіння доцільно використовувати сигнал, пов'язаний з тепловиділенням у топленні. Таким сигналом є сигнал по «теплу» - тепловому навантаженню.
Сигнал по тепловому навантаженню запропонований З.Я. Бейрахом і В.М. Добкинным у ЦКТИ (м. Ленінград, 1953г). Тепловим навантаженням котела називають витрата пари, що був би отриманий, якби сприйняте поверхнями нагрівання котельного агрегату тепло було витрачено на паротворення, а не акумулювалося частково водою, парою й металом парообразующей частини котла.
Економічність топкового процесу в перехідних режимах залежить від погодженості в змінах подачі палива й повітря, тому визначається не тільки схемою регулювання витрати палива, але й схемою регулювання подачі повітря.
Перевага в АСР процесів горіння на котлах одержала комбінація регулятора палива, що діє по теплу, з регулятором повітря, виконаним за схемою «задане навантаження-повітря» (мал,г).
Розробка й впровадження в АСР котла швидкодіючого газоаналізатора, що безупинно вимірює зміст ПРО2 у димових газах, привела до створення схем регулювання, заснованих на безпосередньому контролі економічності топкового процесу. У цьому випадку регулятор повітря працює від сигналу по змісту ПРО2 у димових газах, а крім того, сприймає сигнал динамічного зв'язку, що зникає в статиці, від регулятора палива для поліпшення якості перехідних процесів.

3.3.2.Схеми автоматичного регулювання процесу горіння для парових барабанних котлів.

Один з розповсюджених варіантів схеми автоматичного регулювання процесу горіння для барабанного котела на газоподібному паливі покотелий на мал. 10-8. Навантаження котела задається головним регулятором ГР, що впливає на регулятор палива РТ залежно від зміни тиску пари рм у магістральному паропроводі. Витрата палива Вт виміряється і як командний сигнал подається на регулятор повітря РВ, а крім того, використовується як сигнал зворотного зв'язка в регуляторі палива. Регулятор , повітря РВ одержує сигнал зворотного зв'язка по витраті повітря Vв.
Регулятор розрідження РР впливає ца продуктивність димососів vгаз, підтримуючи задане розрідження в топленні ST. Схема працює в такий спосіб: при зміні, наприклад збільшенні, навантаження станції виробіток пари котлами стає менше зрослої витрати на турбіни. Тиском у магістральному паропроводі буде зменшуватися. На виході головного регулятора ГР з'явиться сигнал, що впливає на регулятори палива РТ, всіх пов'язаних з ним автоматизованих котлів у напрямку збільшення подачі газоподібного палива ВТ- Перепад тиску на вимірювальній діафрагмі, установленої в трубопроводі газоподібного палива перед котлом , збільшиться, що буде сприйнято регуляторами палива РТ і повітря РВ. Сигнал, поданий на регулятор палива, зрівноважить дія командного сигналу від головного регулятора й установить навантаження на новому рівні. Сигнал по витраті палива, ВТ, поданий на регулятор повітря, задає витрата повітря v відповідно до нового навантаження.У вимірювальній схемі регулятора сигнали по витратах палива й повітря взаємно врівноважуються при новому навантаженні.
Збільшення подачі в топку котла палива й повітря приводить до збільшення кількості продуктів згоряння й падінню розрідження в топленні, що буде сприйнято регулятором розрідження РР як сигнал на збільшення отсоса димових газів. Дія регулятора припиниться при відновленні заданого розрідження в топленні.
Ця схема дає задовільні результати при роботі котлів на природному газоподібному паливі постійного состава.

13 INCLUDEPICTURE \d "http://1" \* MERGEFORMATINET 1415
Структурна схема автоматичного регулювання прохання для барабанного котела на газоподібному паливі.
13 INCLUDEPICTURE \d "http://2" \* MERGEFORMATINET 1415
На мал. схема для котлів, що працюють на пилоподібному паливі із впливом «по теплу» на регулятор палива РТ і коригувальним впливом по змісту кисню О2 на регулятор повітря РВ. Сигнал, що задає навантаження від головного регулятора Гр, подається на регулятори палива й повітря паралельно.
При збільшенні навантаження тиск пари рм у магістральних паропроводах між котелами й турбінами буде знижуватися. Головний регулятор ГР подасть сигнал на збільшення подачі палива ВТ і повітря v до всім пов'язаним з ним автоматизованим котелам. На регуляторі повітря командний сигнал буде врівноважений впливом сигналу по витраті повітря. На регуляторі палива, витрата якого не може бути обмірюваний, зрівноважування відбувається за рахунок впливу сумарного сигналу «по теплу» (D+adpбldt).
При нормальній роботі котла може виникнути внутрішнє збурювання, наприклад, за рахунок зміни теплотворної здатності палива або мимовільної зміни подачі палива пиложивильниками. Система авторегулювання відновлює умови оптимального режиму горіння на котлі за рахунок сигналу «по теплу».Наприклад, при зменшенні теплотворної здатності палива кількість тепла, що виділяється в топленні, виявиться недостатнім для підтримки заданого навантаження. Через цього тиск у барабані котла Рб почне знижуватися, що буде сприйнято регулятором через сигнал «по теплу», що поверне Процес горіння в колишній сталий стан при збільшеній ваговій витраті палива. Змінювати подачу повітря при такому збурюванні не потрібно, тому що кількість -тепла, що виділяється в топленні при згорянні палива, залишається колишнім, незважаючи на збільшення його витрати.
У випадку порушення по тій або іншій причині оптимальних умов подачі повітря відбувається відхилення змісту О2 у газах, що буде сприйнято регулятором повітря у вигляді коригувального сигналу, спрямованого на відновлення заданого коефіцієнта надлишку повітря.


3.3.3.Автоматичне регулювання температури перегрітої пари.


Існують три методи регулювання температури перегріву пари: змішування, поверхневого охолодження й зміни теплового впливу на пароперегрівник.
За умовами роботи парової турбіни температура перегрітої пари, вироблюваного казанами, повинна підтримуватися з мінімальними відхиленнями від заданого значення.
Найчастіше температура перегріву пари регулюється за допомогою пароохолодників..Для цього пароперегрівник конструюють таким чином, щоб кількість тепла, сприйнятої пором, було більше необхідного для одержання заданої температури. Надлишок тепла знімається за допомогою пароохолодників, включених у тракт перегрівника.
Застосовуються пароохолодники поверхневого й типу, що змішує. У першому випадку охолодження відбувається за рахунок нагрівання живильної води, що проходить по змійовиках, омиваним зовні парою. У другому випадку вода, впрыснутая в пару, віднімає від нього частина теп,ла на випар і перегрів до загальної температуру.
Правильний вибір місця установки: пароохолодника в паровому тракті має велике значення. Найкращі результати дає включення пароохолодника в проміжному колекторі між щаблями пароперегрівника. У цьому випадку регульована температура на виході з пароперегрівника може бути максимально підвищена, а запізнювання процесу відносно невелико.
Найчастіше застосовуються змішуючі пароохолодники з упорскуванням охолодної води в проміжний колектор між ступенями (у розсічку) пароперегрівника.
Невелика частина пари приділяється з барабана котла в теплообмінник 1, по змійовиках якого пропускається живильна вода, відведена із загального потоку. Конденсат, що утвориться в теплообміннику, стікає в холодильник2, де зосереджується запас води, що йде на упорскування. Тиск у холодильнику й у барабані котла однаково.
Вода, що впорскується, через клапан К подається в проміжний колектор 3 між І та II щаблями пароперегрівника. Для кращого перемішування охолодної води з пором у колекторі встановлена сорочка, що має форму труби Вентури. Упорскування підведене у звужений перетин труби, де тиск знижений за рахунок збільшення швидкості руху пари. Завдяки цьому перепад тиску між барабаном казана й місцем упорскування збільшується. Сорочка захищає стінки колектора від влучення на них краплі охолодної води.
Температура tw на виході з пароперегрівника виміряється термопарою й подається як основний сигнал до регулятора температури РТ. Однак через великий час запізнювання об'єкта вплив сигналу по регульованій температурі tПр не може забезпечити підтримки температури в межах припустимих відхилень. Тому в схему регулювання вводиться додатковий сигнал по швидкості зміни температури tпp за місцем упорскування. Сигнал dtnp/dt формується за допомогою електронного дифференциатора ЭДТ. Введення швидкісного сигналу дозволяє зробити регулятор досить швидкодіючим, у результаті чого якість регулювання температури tae підвищується.
З появою збурювання регулятор змінює упорскування під впливом швидкісного сигналу по відхиленню температури tnp за місцем упорскування. При сталому стані сигнал по швидкості відхилення температури за упорскуванням зникає й регулятор підтримує температуру taе, задану задатчиком 3Д.
Регулятор температури впливає на клапан К, через виконавчий механізм ЇМ, керуючий подачею води на упорскування.


3.3.4.Автоматичне регулювання водного режиму (безперервної продувки) барабанних казанів

Живильна вода приносить у котел деяку кількість розчинених у ній солей. При утворенні пари ці солі залишаються в котловій воді. Через якийсь час концентрація їх досягає неприпустимої величини. солі, що накопичилися в котловій воді, повинні бать вилучені періодичною або безперервною продувкою барабана котла.
Періодична продувка здійснюється вручну. Безперервна продувка автоматизується. На мал. показана схема автоматизації безперервної продувки. Проба води відбирається з лінії безперервної продувки до регулювального клапана РК і надходить до солеміру котлової води ВКВ, Зміст солей у пробі визначається по величині її електричного опору.
Нагромадження солей у котловій воді відбувається з невеликою швидкістю, тому казан, як об'єкт регулювання безперервної продувки, має малу швидкість розгону. Для регулювання безперервної продувки звичайно застосовуються П-Регулятори із твердим зворотним зв'язком, що охоплює весь регулятор, включаючи виконавчий механізм ЇМ.
Тому що витрата продувної води повинен бути пропорційний паропродуктивності котла D, то схема регулювання доповнюється сигналом від дифманометра ДМ, що вимірює витрату пари, вироблюваного казаном. Цей сигнал коректує завдання регулятору безперервної продувки ЕР-НП при зміні навантаження казана.

На пульті керування розташований перемикач П для переходу з автоматичного на ручне керування ВМ, ключ дистанційного керування КУ, задатчик Зд і покажчик положення УП.




3.3.4.Автоматичне регулювання котлів малої продуктивності.

У парових котлоагрегатах типу ДКВР, ДЕ, ГМ-50 і БКЗ-75 регулюються процеси горіння й живлення котла водою.
Схеми автоматичного регулювання для цих котлів визначаються технічними умовами заводу - виготовлювача котлів. Автоматичне регулювання процесу горіння включає регулювання подачі палива в топку залежно від навантаження котла підтримка оптимального співвідношення палива й повітря для економічного спалювання палива, підтримка необхідного стійкого розрідження в топці.
У схемах регулювання процесів горіння для котлів, що працюють на твердому паливі (пиловугільному) паливі, широко використовується сигнал по тепловому навантаженню. При роботі котла тільки на газоподібному паливі, регулювання подачі палива на котел спрощується, тому що калорійність природного газу одного родовища практично постійна, а вимір витрати газу не викликає труднощів.
Для групи котлів, що працюють паралельно на загальну парову магістраль функції розподілу навантаження виконує головний (коригувальний) регулятор, що одержує сигнал по тиску пари в загальній паровій магістралі. Головний регулятор коректує роботу підключених до нього через перемикач навантаження регуляторів теплового навантаження котлів (Рис. 1), а оптимальний розподіл навантажень між котлами встановлюється за допомогою задатчиків регуляторів. Для перекладу якого-небудь із котлів у базовий режим роботи переривають сигнал до регулятора навантаження цього котла від головного регулятора, установлюючи значення від задатчика ручного керування. Слід зазначити, що схеми регулювання процесів горіння з використанням сигналу по тепловому навантаженню звичайно застосовують для казанів паропродуктивністю 50 т/ч і вище. Для котельних установок меншої паропродуктивності, наприклад, ДЕ й ДКВР застосування складних схем регулювання недоцільно.
Рис.1. Структурна схема регулювання навантаження «по теплу».
1 - регулятор теплового навантаження; 2 - головний коригувальний регулятор тиску; 3д - задатчик; ИМ - виконавчий механізм; РО - регулювальний орган; Рп1 - тиск пари в барабані котла; Рп2 - тиск пари в загальній магістралі; Д - дифференциатор; Dг - витрата газу до котла; ПН - перемикач навантаження.

Для котлів ДЕ й ДКВР роль регулятора навантаження виконує регулятор тиску пари в барабані казана, впливаючи на зміну подачі палива (мал. 2).
Підтримка оптимального співвідношення палива й повітря (надлишку повітря) здійснюється для економічного спалювання палива в топці котла

Рис. 2. Структурна схема регулювання навантаження по тиску пари в барабані.
Рп1 - тиск пари в барабані; РН - регулятор навантаження; Зд - задатчик; ВМ - виконавчий механізм; РО - регулювальний орган.

В окремих випадках, наприклад, для котлів ДЕ й ДКВР, коли по конструктивних міркуваннях неможливо забезпечити необхідну довжину газопроводу для установки сужающего пристрою, імпульс по витраті газу можна замінити імпульсом по тиску газу перед пальниками, що побічно характеризує витрату газу. При цьому другим імпульсом, що надходить на регулятор, буде тиск повітря перед пальниками .
Для котлів ДЕ й ДКВР, що працюють на мазуті й твердому паливі, імпульсом, що характеризує витрату палива, є імпульс від датчика переміщення регулювального органа виконавчого механізму регулятора палива. Витрата палива не завжди відповідає положенню вихідної ланки виконавчого механізму, тому що видаткова характеристика регулювального органа нелінійна, зчленування виконавчого механізму з регулировочним органом має люфти та ін.
Створення стійкого розрідження в топці котла повинне здійснюватися автоматично в межах від -20 до -30 Па. У зв'язку з тим, що топка котла є об'єктом зі значним самовирівнюванням, регулювання може здійснюватися одноімпульсним астатическим регулятором.
Регулятор розрідження одержує імпульс по розрідженню у верхній частині топкової камери й впливає на напрямний апарат димососа (мал. 3).

Рис. 3. Структурна схема регулювання розрідження.
Рразр датчик; Р регулятор розрідження; 3д задатчик; ВМ виконавчий механізм; РО -регулювальний орган.

Для котлів ДКВР і ДЕ, що мають великий обсяг води в барабані, підтримка рівня води в необхідних межах при малих коливаннях навантажень досить добре забезпечується одноімпульсним (за рівнем) регулятором живлення. Регулятор живлення через виконавчий механізм впливає на регулювальний клапан, установлений на трубопроводі живильної води до котлів.
При випарі води розчинені в ній солі не повинні досягати певної концентрації. Видалення цих солей роблять за допомогою безперервної й періодичної продувок. Для котлів продуктивністю більше 50 т/ч процес безперервної продувки автоматизує. Через відсутність датчиків солевмісту в котловій воді автоматична продувка ведеться пропорційно витраті пари. Регулятор продувки одержує імпульс по витраті пари й для поліпшення роботи схеми регулювання додатковий імпульс по положенню регулювального органа виконавчого механізму (мал. 4).

Рис. 4. Структурна схема регулювання безперервної продувки.
Dп - витрата пари; ДП - датчик переміщення виконавчого механізму; Р - регулятор безперервної продувки; ВМ - виконавчий механізм; РО - регулювальний орган.

Автоматичне регулювання водогрійних котлів.

У цей час у промисловій енергетиці широко застосовуються наступні типи водогрійних котлів: КВ-ГМ - для спалювання газу й мазуту, ТВГ - для спалювання газу й КВ-ТС - для шарового спалювання твердого палива.
Регулятор навантаження котла одержує імпульс по температурі води за котлом і впливає на зміну подачі палива до котла (мал. 5).

Рис. 5. Принципова схема регулювання навантаження водогрійного котла.
13 EMBED Equation.3 1415 температура води за котлом ; Р регулятор навантаження; 3д задатчик; ВМ виконавчий механізм; РО регулювальний орган.

Для котлів КВ-ТС виконавчий механізм регулятора навантаження впливає на плунжер пневмозабрасывателя. Регулятор співвідношення палива й повітря включається за схемою паливо - повітря й одержує два імпульси: по витраті палива й тиску повітря.
Для котлів продуктивністю до 20 Гкал/год імпульс по витраті палива може бути замінений: при спалюванні газу - імпульсом по тиску газу перед пальниками, при спалюванні рідкого й твердого палива - імпульсом від датчика положення регулювального органа виконавчого механізму регулятора навантаження. Регулятор навантаження впливає на напрямний апарат дутьевого вентилятора (при однозонних пальниках) або на заслінку, установлену у повітряводі вторинного повітря до пальників (при двухзонних пальниках).
Робота регулятора розрідження не відрізняється від роботи аналогічного регулятора для парових котлів.




3.4.Автоматизація допоміжного обладнання котельні.

3.4.1. Автоматичне регулювання навантаження котлів.
Регулювання системи пилеприготування.

Автоматичне регулювання навантаження сучасних установок блокового типу (котел - турбіна) полегшується тим, що вся пара котла споживається однією турбіною.-Функціональна схема автоматичного регулювання для цього випадку показана на мал.. Тиск у крапці а паровому тракті між котлом К и турбіною Т сприймається регулятором навантаження котла РНК. Звичайно цей регулятор управляє подачею палива в топку. Підвищення тиску, наприклад, внаслідок зниження навантаження турбіни викликає зменшення подачі палива (і повітря) у котел, що приводить до відновлення рівноваги системи. Практичне здійснення подібної схеми утрудняється тим, що зміна виробітку пари котлом відбувається повільно через інерционності топки й випарних поверхонь, так що при різкому скиданні або наборі навантаження турбіною вибіг тиску в паропроводі досягає значної величини.
Для зменшення кидків тиску при різких змінах навантаження турбіни в схему уведена бистродіюча редукційно-охолоджувальна установка БРОУ. При скиданні навантаження, реагуючи на швидке підвищення тиску пари, БРОУ направляє надлишки пари в конденсатор турбіни . Регулятор РД сбросного пристрою сприймає тиск пари перед турбіною в крапці а. Звичайно його налаштовують на підтримку більше высокого тиску, чим регулятор навантаження котла РНК. При нормальній роботі блоку тиск пари рв підтримується регулятором навантаження котла. У випадку підвищення тиску до рмакс спрацьовує регулятор РД БРОУ й скидає надлишок пари в конденсатор, підтримуючи тиск на заданій вищій межі рмакс. Якщо пропускна здатність БРОУ не достатня для скидання надлишків пари, а конденсатор не здатний прийняти всього зайвої пари, тиск буде продовжувати підвищуватися й у дію вступає запобіжний клапан ПК, що випускає надлишок пари в атмосферу.
Крім регулятора тиску БРОУ обладнається регулятором, що знижує температуру пари, що скидається в конденсатор.

Пилеприготовчі- установки із проміжним бункером можна автоматизувати незалежно від автоматизації процесу горіння котла. Особливість роботи тихохідних кульових млинів полягає в тому, що витрата електроенергії на обертання барабана, заповненого кулями й вугіллям, при холостій роботі лише небагато відрізняється від витрати при максимальному навантаженні. при-цьому економічно вигідно вести роботу, млинів при максимально припустимому навантаженні по вугіллю, накопичуючи надлишок пилу в проміжному бункері. При заповненні бункера пилесистема на якийсь час відключається, а після спрацьовування пилу її знову пускають а роботу. Тонина помолу залежить від швидкості видалення суміші повітря й вугільного пилу (аеросуміші) з барабана млина, а також від величини завантаження барабана вугіллям При збільшенні швидкості аеросуміші повітря буде виносити із млина більші частки вугілля. Величину витрати аеросуміші звичайно визначають по перепаду тисків на вимірювальній діафрагмі або на ділянці пилепровода системи пилеприготування. Зручніше за все вимірювати витрату по перепаду тиску
·р на діафрагмі Д (рис), установленої на прямій ділянці трубопроводу між циклоном Ц и мірошницьким вентилятором MB. На цій ділянці протікає повітря, що залишило в циклоні більшу частину пилу, винесеної із млина. Про величину завантаження млина вугіллям можна судити по її гідравлічному опорі або по положенню рівня суміші куль і вугілля в барабані. Оцінка заповнення млини може бути отримана також за рівнем шуму, видаваного шаровугільной сумішшю при обертанні барабана.
При розмелі вугіль із високим змістом летучих речовин необхідно підтримувати задану температуру аеросуміші за млином t"M (перед сепаратором С) - шляхом подачі холодного повітря в потік гарячого, вступника в млин. Підтримка заданої температуры за млином здійснюється регулятором РТ. Показана на мал. схема автоматизації пилеприготовчої установки із проміжним бункером ПБ діє по співвідношенню між гідравлічним опором млина
·м і перепадом тиску
·р на вимірювальній діафрагмі Д, за циклоном, що характеризує витрату повітря через млин. Регулятор РЗМ впливає на живильник сирого вугілля ПСУ, установлений у нижній частині бункера сирого вугілля БСУ. При постійному гідравлічному опорі системи пилеприготування продуктивність млинового вентилятора MB постійна, тому, підтримуючи задане співвідношення між перепадом тиску на млині й на вимірювальній діафрагмі, регулятор буде підтримувати незмінної завантаження млина.
Щоб стабілізувати тиск повітря перед млином, у схему уведений регулятор РД тиску (розрідження), керуючий шибером на трубопроводі, що підводить до млина гаряче повітря. Для контролю за завантаженням на щиті машиніста млина встановлений тягомір 5. Регулятор завантаження млина впливає через виконавчий механізм ВМ на живильник 6, установлений у нижній частині бункера сирого вугілля БСУ, і збільшує подачу палива в міру зменшення різниці тисків у вимірювальних трубках. Для захисту від зношування трубки наплавлені твердим сплавом і загороджені щитками.

3.4.2.Автоматизація допоміжного обладнання.

Регулювання деаераторів. У котельнях з паровими котлами термічна деаерація (видалення з води розчинених у ній газів) виробляється в деаераторах атмосферного типу. Причиною корозії трубних систем котла й допоміжного устаткування є в першу чергу розчинений у воді кисень, а також вуглекислий газ. Розчинність газу залежить від температури: при підвищенні температури вона зменшується, а в киплячій воді близька до нуля. Для нагрівання води до 104°С у деаератор подається пара, витрата якого регулюється для деаераторів з барботажным пристроєм по тиску в паровому просторі бака-акумулятора.
Для сприйняття неминучих втрат конденсату на виробництві в деаератор надходить хімічно очищена вода. Регулятор рівня в деаэраторном баку впливає на зміну витрати води .

Рис.. Структурна схема регулювання рівня в деаераторі.
Ду - датчик рівня; Р - регулятор рівня; ИМ -виконавчий механізм; РО - регулювальний орган; 3д -задатчик.

Для деаераторів одного тиску, що працюють паралельно, варто застосовувати один регулятор тиску пари й один регулятор рівня води в баках на групу деаераторів. У цьому випадку деаератори повинні мати зрівняльні лінії по воді й парі.
Регулювання тиску в мазутопроводі. Підтримка постійного тиску мазуту в напірному трубопроводі, так само як і тиску води в живильних магістралях, має на меті стабілізації тиску перед регулювальним клапанами палива й живлення котла.
Регулювальний клапан регулятора тиску мазуту встановлюється на циркуляційному мазутопроводі й мазутонасосній, а регулятори тиску живильної води на лінії скидання її в деаератор.
Регулювання температури мазуту. Регулювання температури мазуту, що надходить у пальники, виробляється, як правило, у мазутонасосных, де розміщаються підігрівники мазуту. При невеликих витратах мазуту на кожному підігрівнику рекомендується встановлювати регулятори температури прямої дії. Якщо не вдається підібрати регулятори температури прямої дії, варто встановлювати загальний регулятор на групу підігрівників.
Всі регулятори допоміжного устаткування реалізують П - або ПІ - закони залежно від необхідної точності підтримки регульованого параметра або використаються регулятори прямої дії. Вибір закону регулювання й необхідна якість перехідних процесів регламентується заводом виготовлювачем технологічного встаткування, або інженерно-конструкторською організацією.
Автоматизація відпустки тепла. В опалювально-виробничих котельнях, де для потреб опалення встановлюються підігрівальні установки, для підтримки температури води в тепломережі відповідно до опалювального графіка необхідно передбачати регулятор температури. Опалювальний графік котельні виражає залежність температури мережної поди від температури зовнішнього повітря. Схема регулятора температури мережної води з корекцією по температурі зовнішнього повітря не виправдала себе, тому що датчик температури зовнішнього повітря не в змозі врахувати вплив напрямку вітру, його силу, інтенсивність сонячної радіації, температуру приміщень і ще ряд факторів, що впливають на теплоємність опалювальних будинків, тому необхідна температура мережної води, що повинен підтримувати регулятор, визначається операторам за графіком і задається вручну. Як правило, це середня температура за минулі 0,5 сут.
У котельнях, призначених для теплопостачання тільки будинків з періодичним перебуванням людей (установи, видовищні підприємства й т.п.), рекомендується передбачати можливості програмного регулювання відпустки тепла з метою економії палива за рахунок зниження температури приміщень на періоди відсутності людей.
Температура води в тепломережі може підтримуватися декількома способами:
- впливом на витрату пари, що подається на підігрівник;
- зміною поверхні нагрівання підігрівника;
- підмішуванням частини зворотної мережної води в пряму.
Регулювання температури мережної води зміною витрати насиченої пари має певні недоліки: незадовільна робота регулювального клапана на насиченій парі низького тиску й можливість появи вакууму в паровому просторі підігрівника при температурі насиченої пари менше 100°С, зниження тиску конденсату (при малих навантаженнях) нижче величини, необхідної для його надходження в деаератор.
При регулюванні зміною поверхні нагрівання підігрівника регулювальний орган установлюється на лінії конденсату після підігрівника, і залежно від температури мережної води частина поверхні нагрівання затопляється конденсатом і виключається з активного теплообміну. При цьому способі діапазон регулювання невеликий н швидше виходять із ладу поверхні нагрівання підігрівника. При регулюванні підмішування регулювальний орган установлюється на обвідній лінії підігрівника або групи підігрівників, пропускаючи частину зворотної мережної води безпосередньо в тепломережу, минаючи підігрівники.
Регулювання підживлення теплової мережі. Регулювання підживлення тепломережі ведеться залежно від величини тиску зворотної мережної води на всасе мережних насосів. Завдання регулятора підживлення полягає в збереженні постійного пьезометрического графіка теплової мережі. Для тепломереж, виконаних із закритою схемою водоразбора. підживлення становить приблизно 2% кількості циркулюючої води. При невеликих витратах можна встановлювати регулятор тиску прямої дії. Динамічна характеристика процесу підживлення може бути прийнята, як для одноємнісного об'єкта із самовирівнюванням, і тому для регулювання тиску води на всасе мережних насосів рекомендується застосовувати статичний регулятор.
У котельнях, що має підігрівники для потреб гарячого водопостачання, необхідно підтримувати температуру води постійної (не вище 70°С).
Автоматичне регулювання температури води в тепломережі. Регулювання температури води в тепломережі в котельні з водогрійними котлами пов'язане з регулюванням температури води за котлами й витратою води через котлии. Технологічні вимоги, пропоновані до системи регулювання, що випливають: температура води в тепломережу повинна підтримуватися відповідно до опалювального графіка; витрата води через котлии повинен бути постійним; температура води на виході з котлів повинна бути не вище 150°С.


Рис.. Функціональна схема автоматичного регулювання водогрійної котельні.
1У, 2У - котлии; РН - насос рециркуляційної води; СН - насос мережної води;D1,D2-діафрагми; Д1,Д2- датчики; РР - регулятор постійної витрати води до котлів; Т - термометр; РТ- регулятор температури води в тепломережу; РО - регулювальний орган.


Рис.. Функціональна схема автоматичного регулювання водогрійній котельні (паливо - газ).
1У, 2У - котлии; РН - насос рециркуляційної води; СН - насос мережної води; D1,D2- діафрагми; Д1,Д2- датчики; РР - регулятор постійної витрати води до котлів; ТС - термометр опору; Рт-регулятор температури води до котлів; РО - регулювальний орган.

При роботі водогрійних котлів на сірчистому мазуті для виключення впливу корозії конвективных поверхонь нагрівання, викликуваних конденсацією сірчаної кислоти, температуру води на виході з котла необхідно підтримувати постійної, рівної 150°С.
У цьому випадку температуру води в тепломережу підтримує регулятор температури, впливаючи на витрату води через перемичку, а постійна витрата води до котлів забезпечує регулятор витрати, що одержує сумарний імпульс по витраті води за котлами й воздействующий не подачею води до котлів з контуру рециркуляції.
Постійна витрата води до кожного котла забезпечується при налагодженні шляхом вирівнювання гідравлічних опорів трубопроводів за допомогою дросельних шайб від колектора зворотної мережної води до котла. Для котлів, що спалюють тільки газоподібне паливо, температура води на вході повинна бути не менш 70°С щоб уникнути появи корозії й для забезпечення паспортної продуктивності котла. У цьому випадку схема автоматизації трохи видозмінюється: температура води в тепломережі підтримується регуляторами навантаження котлів; регулювання температури води перед котлами здійснює регулятор, одержуючи імпульс по температурі води перед котлами й впливаючи на подачу води з контуру рециркуляції. Регулювання постійної витрати води до котлів здійснює регулятор, пропускаючи частину води зі зворотної лінії теплової мережі в пряму лінію. У водогрійних котельнях, де відсутній теплоносій пар, широке застосування одержали вакуумні деаератори. Тиск 7,5 кПа або 30 кПа, створюване ежекторами, забезпечує температуру води на виході з деаератора відповідно 40 або 70°С. Вода для деаерації надходить із температурою на 1525°С нижче температури кипіння. Для догрева води до температури кипіння безпосередньо в деаератор подається високотемпературна вода. Залишкова концентрація розчиненого у воді кисню після деаэрирования від 30 до 50 мкг/кг залежно від схеми теплопостачання. Автоматичне регулювання процесу деаерації у вакуумних деаераторах, що працюють із тиском 3·104 Па, здійснюється двума регуляторами. Первый из них поддерживает постоянной температуру 55°С воды, прошедшей водоподготовку, воздействуя на подачу в подогреватели высокотемпературной воды от котлов, и второй, получая импульс по величине вакуума в деаэраторе, подает высокотемпературную воду непосредственно в деаэратор, догревая воду до 70°С. Если деаэратор работает с давлением 7,5·10і Па (температура на выходе равна 40°С), то в деаэратор сразу подается химически очищенная вода, без подогрева, так как ее температура 2530°С и первый регулятор не нужен. Уровень в вакуумных деаэраторах регулируется так же, как и атмосферних.
При автоматизації мережних підігрівачів одною з основних завдань є регулювання температури води на виході з підігрівачів. Найчастіше застосовують центральне регулювання по опалювальному графіку з температурою води в подаючому трубопроводі 60-1500С.
При двохступеневій послідовній схемі приєднання абонентських вводів можливе регулювання температури води по підвищеному температурному графіку.
По метеорологічних даних необхідна температура мережної води встановлюється вручну задавачем регулятора з точністю (-20С.
Регулювання температури мережної води за підігрівниками здійснюється шляхом дроселювання гріючої парі або перепуском частини мережної води в обхід підігрівачів (Рис.12.18).
Перший метод застосовується при регулюванні температури мережної води за піковими підігрівачами, другий метод за основними підігрівачами, коли відключені пікові. При цьому забезпечується менше коливання тиску гріючої парі й зменшується інерційність регульованого об'єкту. В обидвох випадках застосовують Пі-регулятори.
В основних і пікових мережних пароводяних підігрівачах необхідно підтримувати рівень конденсату в допустимих межах виходячи з розумів оптимального теплообміну в підігрівачі й виключення можливості закипання води в трубопроводі гріючої парі. Допустиме відхилення рівня конденсату (200мм.Ділянка регулювання підігрівача по рівню конденсаті є інтегруючою ланкою. Схема автоматичного регулювання рівня конденсату й захисту підігрівачів від переповнення Автоматичне регулювання рівня конденсату й захист підігрівників від переповнення конденсатом здійснюється шляхом автоматичного закриття засувок на трубопроводах мережної води й парі й відкриття засувок на обвідній лінії. Одночасно також подають світловий і звуковий сигнали.























Автоматизація водо підготовки.Підвищені вимоги до якості води, що надходить для живлення парових котлів або підживлення тепломережі, викликають ускладнення циклу водоподготовки, особливо в тих випадках, коли джерелом водопостачання є поверхневі джерела.
Поряд з регулюванням таких процесів, як підігрів вихідної води або підтримка постійного рівня в баках декарбонизированной води, виникають завдання, пов'язані з автоматизацією роботи осветлителей і програмним керуванням процесом відновлення фільтрів (механічних, Н- або Nа-катионитовых).
Автоматизація осветлителя включає регулювання навантаження осветлителя; підтримка постійної температури води до осветлителю; підтримка певного співвідношення між кількістю води, що надходить на посвітління, і кількістю регенерируемой води (вода, що повертає в осветлитель після промивання механічних фільтрів); дозування розчину реагентів.
Регулювання продуктивності осветлителя (мал. 16.14) здійснюється за рівнем у баку проясненої води. Регулятор впливає на подачу води до осветлителю. Рівень у баку залежить від продуктивності установки для водоподготовки й витрат на її власні потреби (наприклад, помывка фільтрів).
Варто мати на увазі, що при стабільному навантаженні осветлителя поліпшуються умови збереження шаруючи зваженого осаду (шламу), поліпшується якість проясненої води, полегшується робота дозуючих пристроїв. Стабілізація навантаження досягається створенням у баку проясненої води нерегульованого обсягу (20-25% ємності бака), у межах якого зміна рівня не викликає спрацьовування регулятора. Це здійснюється збільшенням зони нечутливості регулятора. Для поліпшення роботи АСР як зворотний зв'язок уводиться додатковий імпульс по витраті води на осветлитель.
При резкопеременных навантаженнях з більшими амплітудами рекомендується відключати вплив регулятора при зниженні витрати води до осветлителю до 30 і підвищенні до 125% номінального. При установці групи осветлителей у кожного передбачається свій бак і індивідуальний регулятор продуктивності.

Рис.. Структурна схема регулювання продуктивності освітлювача.
Dв - витрата води до освітлювача; Н - рівень у баку проясненої води Р- регулятор продуктивності; 3д - задатчик; ИМ - виконавчий механізм, РО - регулювальний орган.

Регулювання температури води, що подається до осветлителю, повинне здійснюватися з точністю ±1?С. Відхилення понад 1?З, веде до порушення процесу кристалізації в осветлителе. Регулятор одержує імпульс по температурі води за підігрівником і впливає на подачу теплоносія до підігрівника або до групи паралельно працюючих підігрівників.

Рис.. Структурна схема регулювання температури води до осветлителю.
13 EMBED Equation.3 1415 температура води за підігрівником; Dврасход води за підігрівником;Р регулятор температури; ДФ дифференциатор; 3д задатчик; ЇМ виконавчий механізм; РО регулювальний орган.

При резкопеременных навантаженнях варто вводити додатковий імпульс по швидкості зміни витрати води через підігрівник і встановлювати регулятори на кожний підігрівник.
Крім вихідної води, в осветлители надходить вода, що збирає після відмивання механічних фільтрів. Як правило, фільтри відмиваються проясненою водою, у яку під час відмивання попадають зважені частки, що сприяють процесу утворення шламу в осветлителях. Щоб не порушувати процес шламообразования в осветлителе, витрата регенерируемой води повинен становити 10-12% витрати вихідної води, що надходить на осветлитель. Регулятор співвідношення подачі регенерируемой води в осветлитель підтримує потрібне співвідношення витрат, впливаючи на подачу регенераційної води в осветлитель.

Рис.. Структурна схема регулювання витрати регенерируемой води до осветлителю.
D1 - витрата регенерируемой води в освітлювач; D2 - витрата вихідної води в освітлювач; Р - регулятор витрати; 3д - задатчик; ЇМ - виконавчий механізм; РО - регулювальний орган.

Подача реагентів у вихідну воду виробляється насосами-дозаторами. Теоретично дозування реагентів варто регулювати по імпульсі, що відбиває якість оброблюваної води. Однак надійні дешевій і прості в експлуатації прилади промисловість у цей час не випускає. Тому дозування реагентів виконується насосом-дозатором пропорційно витраті оброблюваної води.

Рис.. Структурна схема регулювання дозування реагенту по витраті вихідної води.
Dв - витрата вихідної води; РТ -регулятор; 3д - задатчик; РП - проміжне реле; МП - магнітний пускач; Э - електродвигун насоса-дозатора.

В осветлитель подаються вапняне молоко (для зниження твердості води й створення кристалічних опадів), коагулянт і поліакриламід (для процесу видалення з води грубодисперсных і колоїдних домішок). Кількість подаваного вапняного молока залежить від якості оброблюваної води, а коагулянту й поліакриламіду - від кількості води.
Тому передбачаються роздільні регулятори для дозування зазначених реагентів.
У схемах водоподготовки застосовуються Н- і Nа-катіонітові фільтри. Фільтри діаметром більше 3 м поставляються комплектно з мембранними клапанами, що дозволяють автоматизувати процес відновлення фільтрів.


3.5.Автоматичний тепловий захист та сигналізація.

Автоматичні теплові захисти це автоматичні захисні пристрої (АЗП), що обслуговують теплову частину котельны.
АЗП встановлюються для контролю найбільш відповідальних параметрів, надмірне відхилення яких від заданих значень веде до порушення нормального технологічного процесу й ушкодженню встаткування.
Більшість сучасних АЗП являють собою системи непрямої дії, що включають окремі, зв'язані між собою елементи: первинні прибори-датчики, постачені електричними контактами, підсилювальні пристрої, проміжні реле, пристрій пуску й зупину виконавчих механізмів
Практично завжди дія теплового захисту погоджується з роботою логічних систем керування, які дозволяють виключати й відключати електричні пускові пристрої допоміжних механізмів у певній послідовності - «по ланцюжку».
По ступені впливу на захищають установки, що, захисні пристрої розділяються на основні (головні) і місцеві (локальні).
До основного відносяться захисні пристрої, спрацьовування яких приводить до зупину котла або до глибокого зниження його навантаження.
Локальні захисти запобігають розвиток аварії без зупину основних агрегатів.
Захист котлоагрегату при виникненні аварійних режимів є однієї з основних завдань автоматизації котельних установок. Аварійні режими виникають найчастіше в результаті неправильних дій обслуговуючого персоналу, переважно при пуску котлоагрегату. Схема захисту забезпечує задану послідовність операцій при розпалюванні котла й автоматичне припинення подачі палива при виникненні аварійних режимів.
Схема захисту повинна вирішувати наступні завдання:
контроль за правильним виконанням передпускових операцій;
включення тягодуттьових пристроїв, заповнення котла водою й т.д.;
контроль за нормальним станом параметрів (як при пуску, так і при роботі котла);
дистанційний розпал запальника із щита керування;
автоматичне припинення подачі газу до запальників після короткочасної спільної роботи запальника й основного пальника (для перевірки горіння факела основних пальників), якщо факели запальника й пальника мають загальний прилад контролю.
Устаткування котлоагрегатів захистом при спалюванні будь-якого виду палива є обов'язковим.
Парові котли незалежно від тиску й паропродуктивності при спалюванні газоподібного й рідкого палива повинні бути обладнані пристроями припиняючими подачу палива до пальників у випадку:
підвищення або зниження тиску газоподібного палива перед пальниками;
зниження тиску рідкого палива перед пальниками;
зменшення розрядження в топленні;
зниження або підвищення рівня води в барабані;
зниження тиску повітря перед пальниками (для котлів, обладнаних пальниками із примусовою подачею повітря);
підвищення тиску пари (тільки при роботі котелень без постійного обслуговуючого персоналу);
загасання факела пальників, відключення яких при роботі котла не допускається;
несправності ланцюгів захисту, включаючи зникнення напруги.
Водогрійні котли при спалюванні газоподібного й рідкого палива повинні бути обладнані пристроями, що автоматично припиняють подачу палива до пальників у випадку:
підвищення температури води за котлом;
підвищення або зниження тиску води за котлом;
зниження тиску повітря перед пальниками (для котлів обладнаних пальниками із примусовою подачею повітря);
підвищення або зниження газоподібного палива;
зниження тиску рідкого палива (для котлів обладнаних ротаційними пальниками, не виконувати);
зменшення розрядження в топленні;
зменшення витрати води через котел;
загасання факела пальників, відключення яких при роботі котла не допускається;
несправності ланцюгів захисту, включаючи зникнення напруги.
Для водогрійних котлів з температурою нагрівання води 115 0С и нижче захист по зниженню тиску води за котелом і зменшенню витрати води через котел може не виконуватися.

Захист при відхилень рівня в барабані котла.
Цей захист ставиться до найбільш важливих захистів барабанних котлів і останнім часом виконується на більшості котлів незалежно від продуктивності. Захист діє при відхиленні рівня в барабані до верхніх або нижнього припустимих меж, тобто при переживленні котла або упускі рівня в барабані.
При зниженні (упускі) рівня до встановленої межі захист подає команду на зупин котла. Захист при підвищенні рівня (переживленні) має дві межі - спрацьовування. При підвищенні рівня до першої межі відкриваються засувки на лінії аварійного зливу води з барабана котла. Підвищення рівня до другої межі викликає зупин котла.
На мал. покотелий варіант схеми ланцюгів захисту й блокування котла при відхиленні рівня в барабані. Сигнал на відкриття засувок аварійного зливу подається від контактів рівнеміра (датчика ІІІ) при підвищенні рівня до першої межі П-1. Лінія аварійної продувки закінчується усередині барабана на оцінці нормального рівня НУ й має дві послідовно встановлені засувки з електроприводом. При спрацьовуванні захисту обидві засувки одночасно відкриваються й рівень швидко знижується до нормального. Після цього зниження рівня сильно вповільнюється, тому що витрата пари через відкриту засувку значно менше, ніж витрата води. Закриття засувок аварійної продувки може виконуватися вручну або автоматично при зниженні рівня.
Команда на зупин котла при упускі рівня до оцінки У або переживленні до другої межі П-2 подається від контактів двох приладів (датчики I і II), включених послідовно. Перемикач 03 служить для уведення захистів і відключення їх при перевірці. Сигнал захисту впливає на зупин електродвигунів дуттьових вентиляторів ДВ і відключення групового контактора пилеживників ГКП. У результаті подача палива й повітря припиняється. При зупині котла, що працює в блоці з турбіною, захист, що зупиняє котел, одночасно подає команду на закриття стопорного клапана турбіни СК.
Зупин дуттьових вентиляторів викликає відключення електродвигунів млинових вентиляторів MB і закриття головної парозапірної засувки ГПЗ . В свою чергу зупин млинового вентилятора через ланцюга блокування приводить до відключення електродвигунів кульового барабанного млина ШБМ і живильників сирого вугілля ПСУ. Млин зупиняється захистом і при зниженні тиску масла на змащення її підшипників.
Димососи ДС котла залишаються в роботі для вентиляції димоходів. Аварійний зупин димососів приводить до відключення по блокуванню дуттьових вентиляторів, а слідом за ними й іншими механізмами котлоагрегату в описаній вище послідовності.

Захист при осьовому зрушенні ротора турбіни. Захист при осьовому зрушенні ротора турбіни, стосовно статора розрахований на й зупин турбіни, шляхом припинення подачі пари.
У тих випадках, коли необхідно по можливості швидко припинити обертання вала, турбіна зупиняється захистом зі зривом вакууму.
Дія захисту при осьовому зрушенні ротора засновано на безпосередньому вимірі положення ротора турбіни щодо статора. Тому захист спрацьовує вже після виникнення зрушення, тобто початку руйнування упорного підшипника. Оскільки осьове зрушення ротора виникає досить рідко, а ремонт упорних підшипників утруднень не представляє, спосіб захисту турбіни по безпосередньому вимірі зсуву ротора виправдується в експлуатації.
Для визначення положення вала турбіни щодо нерухомих частин найчастіше застосовуються індукційні датчики, включені в схему реле з контактами для сигналізації зрушення й включення електромагніта на закриття парового стопорного клапана турбіни.
Зазори а й б установлюються при настроюванні захисту з великою точністю. Первинна обмотка датчика харчується змінною напругою 36 В через стабілізатор і понижувальний трансформатор. Напруга, індукована у вторинних обмотках, залежить від величини лівих і правого магнітних потоків. При симетричному положенні датчика стосовно диска 1 магнітні потоки однакові, а тому що вторинні обмотки включені зустрічно сумарна напруга, створювана в них, дорівнює нулю. У випадку появи осьового зрушення ротора один із зазорів а або б зменшується, а іншої збільшується. У результаті цього симетрія магнітних потоків порушується й у ланцюгах вторинних обмоток з'являється е.р.с, рівна різниці е.р.с, наведених в обох обмотках, і пропорційна величині осьового зрушення.
Напруга із вторинних обмоток надходить на випрямні мости В1 і В2. У ланцюгах постійного струму мостів включені обмотки реле РОС-1 і РОС-2. Одне з них спрацьовує при зрушенні ротора убік переднього підшипника турбіни, а інше убік генератора. За положенням ротора можна стежити по указуючому приладі УП.

Захист від потускніння і загасання факела. У випадку загасання факела в топці подача палива на котел повинна бути припинена, тому що його скупчення може привести до утворення вибухонебезпечної суміші, одночасно відключаються дуттьові вентилятори.
Парові котли, що працюють на пилоподібному паливі, додатково забезпечуються захистом від потускніння факела, що впливає на подачу резервного палива - включення газових пальників або мазутних форсунок при зниженні рівня світності факела.
Схема захисту містить реле часу, що затримує команди на відкриття клапана з електромагнітним приводом на лінії резервного палива на 5-10с., що необхідно для запобігання помилкових спрацьовувань у випадку короткочасних потускнінь (мерехтінь) факела.
Захист від підвищення тиску пари. Паровий котел на випадок підвищення тиску пари понад припустимий забезпечується запобіжними клапанами, що діють за принципом регуляторів тиску «до себе» (керуючий сигнал на регулятор вибирається до регулювального органа).
Клапани встановлюються на вихідному колекторі пароперегрівника й барабані котельної установки. Сумарна пропускна здатність цих клапанів вибирається з деяким запасом стосовно максимальної паропродуктивності котла на випадок відмови частини клапанів. На сучасних парових котлах і парових колекторах у комплекті запобіжних клапанів використаються спеціальні імпульсні пристрої - імпульсні клапани (мал. ).
При нормальному тиску імпульсний клапан (1) закритий під тиском вантажу (2). Головний клапан (4) щільно закритий під тиском пари в колекторі. При підвищенні тиску пари в колекторі пароперегрівника понад припустимий спочатку відкривається імпульсний клапан (1) за рахунок того, що сила тиску пари на запірну тарілку клапана перевищує силу тиску на неї з боку вантажу (2).

Рис Принципова схема імпульсного запобіжного пристрою.
1 - імпульсний клапан, 2 - вантаж, 3 - електромагніт, 4 - головний запобіжний клапан.

Крім того, імпульсний клапан (1) може бути відкритий під дією зусилля електромагніта (3), що діє по сигналі від електроконтактного манометра.
При відкритті імпульсного клапана (1) тиск пари над поршнем головного клапана (4) зростає в порівнянні з тиском у колекторі, і поршень почне зміщатися вниз, відкриваючи головний клапан (4). Це викличе пропуск надлишкової пари в атмосферу й відновлення тиску пари в колекторі паропроводу до значення, при якому імпульсний клапан (1) знову закриється під дією вантажу (2) або електромагніта (3).
Припинення доступу пари з боку імпульсного клапана (1) у надпоршневий простір головного клапана (4) викличе його закриття під дією тиску пари в колекторі.

Технологічна сигналізація Для попередження обслуговуючого персоналу про відхилення основних технологічних параметрів від норми передбачається технологічна світлозвукова сигналізація. Схема технологічної сигналізації котельні розділяється, як правило, на схеми сигналізації котлоагрегатів і допоміжного устаткування котельні. У котельнях з постійним обслуговуючим персоналом повинна передбачатися сигналізація:
а) зупинка котла (при спрацьовуванні захисту);
б) причини спрацьовування захисту;
в) зниження температури і тиску рідкого палива в загальному трубопроводі до котлів;
г) зниження тиску води в живильній магістралі;
д) зниження або підвищення тиску води у зворотному трубопроводі теплової мережі;
е) підвищення або зниження рівня в баках (деаераторних, акумуляторних систем гарячого водопостачання, конденсатних, живильної води, зберігання рідкого палива й ін.), а також зниження рівня в баках промивної води;
ж) підвищення температури в баках зберігання рідких присадок;
з) несправність устаткування установок для постачання котелень рідким паливом (при їхній експлуатації без постійного обслуговуючого персоналу);
и) підвищення температури підшипників електродвигунів при вимозі заводу-виготовлювача;
к) зниження величини рн в оброблюваній воді (у схемах водопідготовки з підкисленням);
л) підвищення тиску (погіршення вакууму) у деаераторі;
м) підвищення або зниження тиску газу.














13PAGE 15


13PAGE 14215



1

2

3

4

(

1

4

3

1

Р

1

2

3

4

Р1

Р2

LE

LC

1-1 1-4

Рис1.3 2 3 4 5 6




.1.1 Рис.1.2 Рис.1.4 Рис.1.5 Рис.1.6 Рис.1.7

А. Б. В. Г.

PDIRC

1-1

5

10

10

7

3

15

10

Вхід пари

Вхід води

Вихід води

Конденсат з
підігрівача

ТЕ

ТС

Н

SI

Вхід води

Вхід пари

Вихід води

Конденсат з
підігрівача


ТЕ

ТС

Н

SI

Вхід пари

Вихід води

Конденсат з
підігрівача

ТЕ

ТС

Н

SI

Вхід води

Схеми регулювання температури води
за підігрівачами.

Рис10.4.б Дроселюванням гріючої пари

Рис10.4.а. При допомозі трьохходового регулюючого
клапана

Рис.10.4.в. Перепуском частини води в обхід підігрівача

Прилади
по
місцю

Прилади
на
щиті

Вода від
мережних
насосів

Гріюча пара

Вода в
теплометежу

Сигналізація при найменшому рівні,
захист при перевищенні максимального рівня.

Н

Н

Н

Н

Н

GI

LC

LIS

TI

LE

LE

TE

PI

PI

PI

PI

Рис..Схема регулювання рівня конденсату і захисту
підігрівачів від переповнення конденсатом.



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 24031934
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий