Параметры защиты и сигнализации

Регулируемые параметры

Конструктивные данные

Тип котла- вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией воды.

Габариты:

длинна 3300 мм

ширина 2300 мм

высота 4120 мм

Масса с водой до среднего уровня 9660 кг

Масса котла без воды 8100 кг

Масса холодной воды 1560 кг

Поверхность нагрева 97 м²

Объём парового пространства 0,40 м³

Объём топочного пространства 1,17 м³

Давление пара в котле на нагрузках 0-25% 7,5-5,5 кг/см²

Давление пара в котле на нагрузках 75-100% 7,0-6,0 кг/см²

Перепад давления топлива на золотнике регулятора

давления пара в котле 3 кг/см²

Давление топлива в линии рециркуляции 8-10 кг/см²

Вязкость топлива перед форсункой 2 ⁰ВУ

Давление распыливающего пара 1,5 кг/см²

Уровень воды в котле +(-) 40 мм

Аварийный нижний уровень -120 мм

Максимальное давление распыливающего пара 2,0 кг/см²

Минимальное давление распыливающего пара 1,0 кг/см²

Максимальная вязкость топлива 2,3 ОС

Протечки топлива через топливно-

рециркуляционный клапан 0,6 кг/см²

Обрыв факела

Вентилятор обесточен

Предельное давление пара в котле 7,8 кг/см²

Аварийный верхний уровень +120 мм

Предупредительный нижний уровень -60 мм

2.7 Вывод коэффициентов уравнения динамики котла.

1. Судовой паровой котёл с естественной циркуляцией представляется как единая ёмкость, в которой аккумулируется тепло.

2. Пренебрегаем инерционными свойствами пароперегревателя.

3. Рассматривается только пароводяной тракт котла, при этом не затрагивается газовоздушный тракт.

4. Пренебрегаем физическим теплом топлива, питательной воды и воздуха подаваемого в топку котла.

5. Коэффициент избытка воздуха α принимаем оптимальным и постоянным при любых нагрузках котла.

Экспериментальные исследования динамических свойств судовых котлов показывают, что при возмущениях как внешних (расход пара), так и внутренних (расход топлива) разгонные характеристики по давлению пара несущественно отличаются от разгонных характеристик одноемкостных объектов со слабо выраженным самовыравниванием. Таким образом имеем упрощенное уравнение динамики котла как объекта регулирования давления пара – уравнение одноемкостного устойчивого объекта

(2.7.1)

- время разгона котла по давлению пара – время, в течение которого относительное изменение давления пара достигает величины, равной относительному ступенчатому изменению или , с;

- относительное изменение давления пара;

- относительное изменение подвода тепла к парообразующей части котла;

- относительное изменение паровой нагрузки;

Количество тепла, аккумулированного в котле, может быть определено как

– коэффициент аккумуляции тепла парообразующей части котла, показывающий, сколько нужно подвести (или отвести) тепла к парообразующей части котла, чтобы давление пара изменилось на 1 ;

– давление пара при номинальной нагрузке, . Значение может быть определено по формуле

(2.7.2)

где – коэффициенты, характеризующие соответственно долю воды, пара и метала в общей тепловой аккумуляции котла;

– объемы воды и пара в котле, ;

- масса металла котла, кг;

Коэффициенты могут быть определены а как

(2.7.3)

(2.7.4)

(2.7.5)

Количество тепла, отведенного из котла:

где – расход пара – паспортная паропроизводительность котла, кг/с;

Тогда время разгона (с)

(2.7.6)

- энтальпия воды, ккал/кг;

Коэффициент самовыравнивания может быть определен как безразмерная разность частных производных по отводу и подводу тепла к парообразующей части котла:

(2.7.7)

где – количество тепла, отведенное с паром;

– количество тепла, подведенное с топливом;

Если уравнение (1) разделить на коэффициент самовыравнивания z, то получится представляющее собой классическую форму записи дифференциального уравнения:

, (2.7.8)

где - постоянная времени объекта регулирования, с;

- коэффициент усиления объекта.

Расчёт коэффициентов уравнения динамики котла

Р, МПа	, °С	кг/м^3	кДж/кг	кг/м^3	кДж/кг
5,5	212,4	851,2	908,6	10,1	2797,4
7,5	224,89	835,58	966,64	12,74	2800,91

Основные данные.

Давление пара в котле при номинальной нагрузке: =7,5 МПа

Паропроизводительность котла: G=2,5 т/ч

КПД котла: h=0,83

Температура питательной воды: °С

Поверхность нагрева котла: Н=97 м²

Внешний диаметр труб: м

Внутренний диаметр труб: м

Вес котла с водой: кг

Вес сухого котла: кг

Диаметр пароводяного барабана: м

Длина пароводяного барабана: м

Высота парового пространства: м

Энтальпия питательной воды: Дж/кг

Удельная теплота парообразования: r=225кДж/кг

Удельная теплоемкость стали: кДж/кг град

Плотность металла: кг/м³

Плотность воды: кг/м³

Произведем расчет необходимых величин:

Подставив значения в формулу (2.7.3) найдем долю воды в аккумуляции тепла:

Также вычисляем долю пара (2.7.4) и металла (2.7.5):

Общую длину труб нагрева определяем по формуле:

м³ (2.7.9)

Площадь среза трубы:

м² (2.7.10)

Объем металла определяем как произведение длины труб нагрева и площади среза трубы:

м³ (2.7.11)

Для определения объема воды выбираем из спецификации массу воды:

кг (2.7.12)

Тогда объем воды:

м³ (2.7.13)

Для нахождения объема парового пространства определим объем пароводяного барабана:

м³ (2.7.14)

Тогда объем парового пространства:

м³ (2.7.15)

Определим коэффициент аккумуляции тепла парообразующей части котла по формуле (5.7.2):

Полученные значения подставляем в формулу (5.7.8) и находим время разгона котла:

с

Коэффициент самовыравнивания котла: Z=h=0,83

По полученным значениям и Z находим постоянную времени объекта и коэффициент усиления объекта :

с (2.7.16)

(2.7.17)

По полученным и строим разгонную характеристику (рис. 2.7.1)

Рис. 2.7.1 Разгонная характеристика объекта регулирования

Дата добавления: 2015-07-02