Впрыск охладителя

Способы регулирования температуры перегретого пара

Проектная поверхность пароперегревателя рассчитана так, чтобы при любом сочетании влияющих факторов (самом плохом) эта поверхность обеспечивала минимально допустимую температуру перегрева, тогда при всех других сочетаниях факторов в этой поверхности перегрев будет излишним. Он снимается путем охлаждения пара водой в пароохладителе.

Классификация способов регулирования

Впрыскивающий пароохладитель представляет собой теплообменник смешивающего типа. Принцип действия основан на изменении энтальпии частично перегретого пара за счет теплоты, отбираемой на испарение охлаждающей воды, впрыскиваемой в паропровод.

1.1. Впрыск собственного конденсата

В основном используется на крупных барабанных котлах. Суть в том, что отбирается часть насыщенного пара из барабана, направляется в специальный конденсатор поверхностного типа, где конденсируется питательной водой. Полученный конденсат большой чистоты впрыскивается в пар (рис. 37).

Надо обратить особое внимание на тот факт, что в данной схеме имеет место авторегулирование. Так при увеличении нагрузки увеличивается температура перегрева и значит надо увеличить расход воды на впрыск. С другой стороны при увеличении нагрузки увеличивается сопротивление пароперегревателя, уменьшается давление пара в пароохладителе и автоматически увеличивается расход воды на впрыск.

Рис. 36 Принципиальная схема впрыска собственного конденсата

Недостатки:

1. Работает на небольших возмущениях (на больших возмущениях может не оказаться конденсата)
2. Маленький перепад на клапане[5]

1.2. Впрыск питательной воды

При впрыски питательной воды в перегретый пар, все примеси воды попадают в пар, поэтому этот способ регулирования возможно использовать при высоком качестве питательной воды. Этот способ используется на прямоточных котлах, где впрыскивается питательная вода высокой степени очистки.

Как правило используется шиберный клапан с большим перепадом на нем.

1.3. Байпасирование на промышленном паре

Суть в том, что мы передаем часть тепла от первичного пара вторичному (рис.35), причем часть, либо весь вторичный пар мы можем пропустить мимо паропарового теплообменника (ППТО).

Газовые методы регулирования [6]

В настоящее время газовые методы регулирования не используются, но они перспективны с точки зрения экологичности технологического процесса.

Газовая рециркуляция.

1. Рециркуляция дымовых газов (сейчас не применяется для регулирования температуры, а применяется для подавления окислов азота, также применяется для регулирования плавления золы).
2. Перераспределение газов (конвективный газоход разделен на две части, в одной греется воздух, в другой поверхности нагрева). С точки зрения регулирования – неработоспособное решение, т.к. очень агрессивная среда для регулирования.
3. Управление положением факела в топке

Осуществляется

1. поворотом угловых прямоточных горелок в вертикальной плоскости на ±15°

2. отключением мельниц;

3. управление непосредственно горелочными устройствами.

4. На коробе устанавливается вентилятор, который регулирует закрученность потока вторичного воздуха, тем самым смещая факел либо ниже, либо выше.

5. Управление положением факела сводится к разным схемам сжигания. Есть 1 компонентная схема сжигания, и 2х компонентная сжигания. Рассмотерные выше схемы сжигания 2х компонентные: в горелку подается и окислитель и топливо. В 1компонентной схеме с одной стороны подается топливо, а с другой окислитель[7]

Расчетная схема регулирования температуры перегретого пара.

Инерционность пароперегревателя как объекта регулирования температуры перегрева во многом определяется расположением пароохладителя в схеме пароперегревателя. Для облегчения условий регулирования следовало бы установить пароохладители за последней ступенью поверхности пароперегревателя. Однако такая схема не защищает пароперегреватель от перегрева и исключает возможность поддержания температуры на максимально допустимом по условиям работы металла пределе, поэтому она практически не применяется. Оптимальные условия регулирования перегрева пара достигаются при установке пароохладителя между двумя ступенями пароперегревателя (в рассечку). Температура пара должна быть снижена в пароохладители на столько, чтобы на выходе из последней ступени температура поддерживалась на максимально допустимом пределе.

Схема регулирования температуры перегретого пара показана на рис. 38.

Автоматический регулятор температуры пара получает основной сигнал по температуре пара за второй ступенью пароперегревателя Q^’’_к. В качестве датчика температуры используется хромель-копелевая термопара с диапазоном измерения от -200 до 600^оС. Основной сигнал сравнивается с сигналом от задатчика и обеспечивает требуемую точность регулирования. По этому каналу регулятор реализует ПИ – закон регулирования. Ввиду значительной инерционности пароперегревателя при изменении расхода воды на впрыск, предусмотрен дополнительный сигнал по температуре пара за впрыскивающим пароохладителем Q^’’_впр. При наличии этого сигнала регулятор начнет изменять расход воды на впрыск в пароперегреватель, когда температура пара на его выходе еще не изменилась.

Введение этого дополнительного сигнала значительно улучшает качество регулирования температуры пара. Дополнительный сигнал по температуре пара за пароохладителем подается на регулятор через дифференциатор, который вырабатывает сигнал, примерно пропорциональный скорости изменения температуры за пароохладителем.

Применение дифференциатора необходимо для устранения остаточной неравномерности, вводимой сигналом от дополнительной термопары, установленной за пароохладителем. Ввиду применения дифференциатора, дополнительный сигнал от термопары, установленной за пароохладителем, подается на регулятор только в переходных режимах, связанных с изменением расхода воды на впрыск.

Рис. 38. Схема регулирования температуры перегретого пара.

Расчетная схема регулирования температуры перегретого пара приведена на рис. 36. К недостаткам схемы можно отнести сложность в настройке.

Методику расчета параметров регулятора и дифференциатора смотри в выше в теме «Двухконтурные АСР» или в курсе ТАУ.

Дата добавления: 2014-01-07