Алгоритмический синтез системы управления

Анализ объекта и способов регулирования

Система автоматического регулирования прямоточного котла должна обеспечивать требуемую нагрузку, постоянство параметров перегретого пара и наиболее экономичное сжигание топлива. У прямоточного котла рабочее тело под напором, создаваемым питательным насосом, последовательно проходит через все поверхности нагрева. [7].

Изменение расхода питательной воды влияет на производительность парогенератора, давление и температуру пара. Изменение подачи топлива влияет на температуру пара значительно резче, чем на барабанном котле. Практически любое возмущение на прямоточном парогенераторе влияет на температуру пара по тракту.

У прямоточного парогенератора при уменьшении расхода питательной воды и неизменном расходе топлива паропроизводительность снижается. На подогрев и испарение меньшего количества воды требуется меньше тепла, поэтому экономайзерная и парообразующая зоны сокращаются, а пароперегревательная зона увеличивается. Это вызывает повышение температуры пара в тракте парогенератора как за счет уменьшения количества пара, проходящего по тракту, так и за счет увеличения пароперегревательной части тракта. При этом скорость увеличения температуры пара по мере приближения к выходу из пароперегревателя будет уменьшаться. Температура пара по тракту будет изменяться с запаздыванием, величина которого возрастет по мере приближения к выходу из пароперегревателя. Таким образом, чем ближе к выходу из парогенератора, тем больше величина запаздывания и медленнее изменение температуры пара.

Увеличение подачи топлива приводит к возрастанию тепловыделения в топке. При этом температура пара за переходной зоной, где пар перегрет незначительно, может временно снизиться («выброс» температуры). Наиболее резко это явление проявляется на прямоточных котлах среднего давления. С увеличением давления в котле явление выброса уменьшается за счет того, что при этом уменьшается разность в теплоёмкостях пара и воды.

Таким образом, возмущения расходом питательной воды и топливом оказывают значительное влияние на температуру пара по тракту прямоточного парогенера-тора. Стабилизация температур по водопаровому тракту требует сохранения постоянного соотношения между количеством питательной воды, поступающей в пароге-нератор, и количеством тепла, выделяемого в топке. Это соотношение обеспечивается регуляторами топлива и пи-тания. Температура пара на выходе из парогенератора при возмущении расходом топлива или воды изменяется со значительным запаздыванием.

Структурные схемы регулирования питания и топлива прямоточных котлов представлены на Рис. 4.1 — Рис. 4.2. [8].

Рис. 4.1.

Рис. 4.2.

В качестве схемы регулирования тепловой нагрузки выбрали схему ВТИ-2, в которой температуру пара в промежуточной точке поддерживает регулятор топлива. Структурная схема представлена на Рис. 4.1. Ниже представлена информационная структура (Рис. 4.3.).

Рис 4.3 Расчетная структура регулирования подачи топлива и питательной воды прямоточного котла

Обозначения: W_РТ(р) — передаточная функции регулятора топлива; W₁(р) — передаточные функции по каналу расход топлива-температура среды за ВРЧ; W₂(р) — передаточные функции по каналу расход топлива-температура среды за НРЧ; W₃(р) — передаточные функции по каналу расход питательной воды-температура среды за ВРЧ; WД-дифференциатор; WУКкомпенсирующие устройство;