Опис ФСА

На листі 1 зображена функціональна схема паливо-повітряного тракту котлового агрегату.

В якості основного імпульсу для регулювання співвідношення паливо-повітря використаний імпульс по вмісту кисню в димових газах, що отримується від термомагнітного газоаналізатора поз. 7-2, уніфікований сигнал з виходу якого поступає на вхід регулятора палива поз. 7-3, який через блок керування поз. 7-4 формує аналоговий уніфікований сигнал для регулятора частоти обертів поз. 7-5, що змінює продуктивність живильника сирого вугілля млина. Крім цього на вхід регулятора палива поступає імпульс через диференціатор Д по швидкості зміни середньої потужності електродвигунів.

Відомо, що режим подачі первинного повітря значно впливає на економічність роботи котельного агрегату і залежить від складу палива і припустимих відхилень дрібноти помелу. Структура регулятора загального повітря вибрана так, що працездатність цієї схеми не порушується при будь-якому режимі подачі первинного повітря при відповідному виборі настроювань пристрою динамічного зв'язку, тобто витрата первинного повітря може підтримуватися постійним у всьому діапазоні зміни чи навантажень змінюватися пропорційно навантаженню, чи взагалі не регулюватися (шибери первинного повітря цілком відкриті). У цій схемі коректуючий регулятор поз. 2-2 відповідно до зміни тиску пари в магістралі, що вимірюється тензорезисторним перетворювачем поз. 2-1, впливає на регулятор загального повітря поз. 8-2. Як зворотний імпульс для регулятора повітря використовується витрата повітря, що визначається за перепадом тиску димових газів на економайзері за допомогою тензорезисторного давача перепаду тиску поз. 8-1. Для форсування млинової системи при переході котлового агрегату на нове навантаження регулятор загального повітря впливає через пристрій динамічного зв'язку, який запрограмований у регуляторі загального повітря, на регулятор палива. Регулятор розрідження поз.3-2 виконаний за звичайною схемою з імпульсом по розрідженню у верхній частині топки, що поступає від тензорезисторного перетворювача поз. 3-1 та динамічним зв'язком від регулятора повітря. Регулятор загального повітря формує імпульсний сигнал, що поступає через блок ручного керування поз.3-4, що забезпечує вибір режимів регулювання „Ручно – Автомат”, чи навпаки, на магнітний підсилювач поз. 3-4, який комутує силові кола виконавчого механізму поз. 3-5, що змінює кут нахилу лопаток витяжного вентилятора ВВ1. Режим роботи вентиляторів ВВ2 і ДВ2 задається ручно від блоків ручного керування, відповідно поз. 10-1 і 11-1.

Контроль за перебігом процесу здійснюється при допомозі індикаторів значень регульованої величини, що є в регуляторах. Крім цього також контролюється температура первинного повітря після вентилятора і економайзера поз. 1-3. Також контролюються тиск пило-повітряної суміші поз. 4-2, яка подається в млин, та тиск первинного повітря після вентилятора поз. 6-2.

5. Основні принципи побудови й опис принципової електричної схеми (ПЕС) зєднань САР одного з основних технологічних параметрів заданої ділянки ТП.

На листі представлена принципова електрична схема контуру регулювання витрати повітря.

Для живлення стабілізованою напругою постійного струму36 ± 0,72 Вперетворювачів типу “Сапфір-22ДА”, і “Сапфір-22ДД” використовується блок живлення БП-36-2к двоканального виконання.

Струмовий сигнали від перетворювача А1 (поз 2-1)“Сапфір-22ДА”(тиск в паровому колекторі) поступає на клемно-блочний з’єднувач КБЗ-25-01 на клеми1,2,що з’єднує тензорезисторний перетворювач з коректуючим регулятором А4 (поз 2-2). Вихідний сигнал цього регулятора через той самий клемно-блочний з’єднувач з клем 8-9 поступає на вхід основного регулятора А9 (поз 8-2) на клемно-блочний з’єднувач КБЗ-25-01 на клеми 4 і 5, також на клеми 1 і 2 цього з’єднувача поступає сигнал від перетворювача різниці тисків А8(поз 8-1)“Сапфір-22ДД”, (перепад тиску повітря на економайзері). Живлення імпульсних вихідних кіл здійснюється від внутрішнього блока живлення регулятора клеми 23 і 24 з’єднувача КБЗ-28Р-01. Вихідні імпульсні сигнали зі з’єднувача з’єднувач КБЗ-28Р-01 (клеми 19, 20 і23) поступають на входи 13 і 16 блоку ручного управління А5(поз 8-3). БРУ-5. На клеми 1 і 2 також з клем 3-4 підсилювача резистивного сигналу А6 БУ-30(поз 8-3). поступає уніфікований аналоговий сигнал 0-5 мА про положення регулюючого органу. Резистивний сигнал на клеми 1,2,3 приходить від вмонтованого у виконавчому механізмі А3 (поз 8-5) резистивного давача, клеми 13,14,15. Для живлення імпульсних виходів клема 6 БРУ-5, з’єднаний з клемою 24 з’єднувача КБЗ-28Р-01 регулятора повітря і з клемою 10 пускача ПБР-2М. Для однофазних двигунів використовується пускач типу ПБР-2М. Входи 1,2 під’єднуються до живлення; 3–вихід ”менше”; 4–вихід ”середній”; 5–вихід ”більше”; 6–вихід електромагніту, який використовується для електричного гальма; 7–вхід “менше”; 8–вхід “середній”; 9– вхід “більше”; 10–вихід дистанційний.

Імпульсні виходи, які надійшли на входи блока ручного управління БРУ-5, з його виходів(клеми 12, 15) поступають на виконавчий механізм МЭО-40/25-0,25-85 -клеми 6,10 відповідно, і через кінцеві вимикачі повертаються на клеми 7 і 9 ПБР-2М. Силові кола керування виконавчим механізмом з клем 4, 3, 5, ПБР-2М поступають на клеми 1, 2, 3 двигуна МЭО-40/25-0,25-85.

6. Опис роботи систем захисту та сигналізації.

Схему захисту газоповітряного тракту котла не можна розглядати відокремлено від системи захисту котлоагрегату, оскільки при практично всіх аварійних ситуаціях припиняється подача палива, вимикається дуттєвий вентилятор, продувається котел. Структурна схема захисту газоповітряного тракту прямо токового котла показана на мал. 5.

При порушенні режиму горіння діє тепловий захист котла від зменшення яскравості факела і погасанні факела. Цей захист передбачений для всіх газомазутних і пилевугільних котлів. Сигнал від фотодавачів поз.9-1 поступає на логічні елементи І, з’єднанані з відключаючим пристроєм, котрий відключає дуттєві вентилятори і при допомозі схеми блокувань інші агрегати. Слід звернути увагу, що між датчиком і логічним елементом встановлюють реле затримки Dt з витримкою часу 10с. При зменшенні яскравості горіння факела, для відвернення зупинки котла, або неправдивих спрацювань захистів, захист діє на включення газових або мазутних пальників підсвітки (ПП). Витримка часу до 10с гарантує також безпечне повторне запалювання факела за рахунок акумульованого тепла в паленищі. Захист котла від погасання факела оснащується системою сигналізації.

Захист, що здійснює зупинку котла, при порушенні подачі живильної води ЖВ починає діяти на зменшення її витрати F_жв до 30% номінальної. В схему захисту поступає також сигнал по тиску за регулюючим живильним клапаном р_ржк. Таким чином логічний елемент І включає релейну схему, якщо одночасно з сигналом по витраті живильної води є підтверджуючий сигнал по тиску за регулюючим живильним клапаном. При цьому захист спрацьовує на включення резервних живильних насосів. Якщо зафіксована відмова в роботі резервних живильних насосів, то захист відключає через деякий час (Dt=15-20с) паровий котел, через схеми блокування.

Захист від розриву труб водяного економайзера спрацьовує при порушенні нормальної роботи випарювального контуру. Одним з її сигналів служить небаланс витрат води DF до і після водяного економайзера. В якості підтверджуючого сигналу використовують підвищення температури пари за верхньою радіаційною частиною t_врч. Система захисту зупиняє котел з витримкою часу Dt=20с.

Захист від розриву труб економайзера при наявності двох сигналів виконується на логічних елементах І. По такій схемі також будують інші захисти поверхонь нагріву.

Для котлів з надкритичними параметрами необхідно встановити захист від підвищення (пониження) тиску пари перед вмонтованою засувкою. Цей захист виконують по схемі “два з двох” на логічних елементах І. Спрацьовування її контактів приводить до відключення котла і агрегатів, що забезпечують його роботу.

Технологічна сигналізація входить в систему управління енергоблоком і призначена для оповіщення оперативного персоналу про недопустимі відхилення параметрів і режимів роботи обладнання.

Всі сигнали поступають на світлові і звукові прилади блочного щита управління.

№	№ позицiї	Технологiч-ний параметр	Мiсце встанолення ТЗА	Назва та коротка технiчна характеристика ТЗА	Тип	К-ть	Примiтка

	1-1, 1-2	температура	по місцю	Термометр опоровий платиновий. Діапазон вимірювання –200-650⁰С НСХ 10П, клас допуску А	ТОП
	3-1, 6-1	Розрідження в топці котла	по місцю	Вимірювальний перетворювач розрідження в уніфікований сигнал 0-5 мА діапазон вимірювання 0-400Па	Сапфір 22ДИВ-2240
	8-1	Витрата	по місцю	Перетворювач різниці тисків в уніфікований сигнал 0-5 мА, діапазон вимірювання 0-20кПа, клас точності 0,5	Сапфір 22ДД-2420
	2-1, 4-1	тиск	по місцю	Перетворювач надлишкового тиску в уніфікований сигнал 0-5 мА Діапазон вимірювання 0-1,6 мПа, клас точності 0,5	Сапфір 22ДИ-2160
	7-1, 7-2	Концентрація О₂ в димових газах	Димохід	Газоаналізатор термомагнітний кл.т. 1,0, вих сигн. 0-5 мА	МН5-106-2
	9-1	контроль полум’я	на щиті (ФДЧ по місцю)	Прилад котролю полум’я Ф34.2 з фотодавачами частотного типу ФДЧ. Комутаційна здатність контактів реле контролю полум’я по постійній напрузі 6-30 В, по змінній напрузі 6-220 В, по постійному струму 0.05-0.1 А по змінному 0.1-0.3А	Ф34.2
		Тиск	Технологічне обладнання	Реле розрідження, межі спрацювання 0,2-1 МПа, розкид спрацювання ±3, робочий тиск –200-0-20060кПа	РД-2Р
	3-3, 7-4, 8-3,10-1, 11-1		на щиті	Блок ручного управління импульсним ВМ. Вхідні сигнали: 0(4)-20мА, 0-5мА. 0-10В Живлення220В, 50Гц Комутаційна спроможність контактів по постійній напрузі <30 В, по змінній напрузі < 220 В, по постійному струму < 0,25 А по змінному <0.1А. Вихідна напруга ±24 B	БРУ-5
	2-2; 3-2; 7-3; 8-2		Щит	Мікропроцесорний регулятор, для високоточного регулювання з управлінням від ЕОМ, П, ПІ, ПІД,похибка вимірювання 0,2%, 2 канали, 10П, вих. Сигнал 0-5 мА, 4 вільно програмовані дискретні виходи, протокол ModBus RS 485	МИК-22
	1-3, 4-2, 6-2		на щиті	Індикатор технологічний мікропроцесорний. Кількість каналів вимірювання-2, вхідні сигнали 0-5мА, 0(4)-20мА,0-10В.	ИТМ-22
	7-5	витрата повітря	по місцю	Частотний перетворювач. Діапазон вихідної частоти 0-480Гц, частота комутації 4-16кГц. Напруга живлення 320-440В	Lenze 8200 HVAC
	3-4; 8-4, 10-2, 11-2		по місцю	Пускач безконтактний реверсивний потужність керування <4 Вт. Напруга на котушках, що втягують, 24 В постійного струму або 220 В змінного струму. Потужність керованого електродвигуна 0,27 кВт. Комутуюча напруга – трифазна мережа змінного струму, 380/ 220 В	ПБР-2М
	3-5; 8-5; 10-3; 11-3		по місцю	Електричний виконавчий механізм однообертовий. Номінальний крутний момент 40(Н*м),номінальний час ходу валу 25(с),номінальний повніий хід валу 0.25 (оберта).	МЭО-40/25-0.25
	SB1$ SB2		на щиті	Кнопка управління (зняття звукового сигналу, перевірка сигналізації)	КМЕ-111
	9-2	Загазованість приміщення	Стіна	Датчик загазованості мікроконцентрацій паливного газу	СГБ1-5
	HA			Дзвінок голосного бою, ~220В	МЗ-1
	HL1-HL11		Пульт	Табло сигналізації	ТСБ-2
	7-1	Струм приводу млина	Силовий дріт	Перетворювач змінного струму 0-25А вихідний сигнал0-5 мА кл.т. 1,0.	Е842/1

Розвиток нових сучасних методів і засобів автоматизації дає можливість розширення і вдосконалення існуючих систем автоматизації котельних агрегатів. Зокрема у цьому проекті використана система оптимального регулювання для оптимізації паливо-повітряного тракту прямоточного котла, зі застосування новітніх засобів автоматизації: сучасних локальних систем керування на базі мікропроцесорних локальних регуляторів.

Запропонована схема вимагає меншу кількість апаратури в порівнянні з іншими схемами для котлових агрегатів із шахтними млинами, що робить її більш економічною і досить простою у налагодженні. Незважаючи на те, що розглянута схема має спрощену структуру, вона забезпечує гарну якість перехідних процесів і добре справляється з ліквідацією як внутрішніх, так і зовнішніх збурень.

1. Попович М. Г., Ковальчук О. В. Теорія автоматичного керування: підручник. 1997.

2. Голубятников В. А., Шувалов В. В. Автоматизация производственніх процессов и АСУП в химической промышленности. – М.: Химия, 1978. – 376с.

3. Евдокимов В. В. Автоматизированные системы управления промышленными предприятиями. – Л.: Машиностроение, 1975. – 193с.

4. Плетнев Г. П. Автоматизированые системы управления объектами тепловых электростанций. – М.: МЭИ, 1995