Курсовая работа: Монтаж пристроїв та систем автоматизації

Температура топочних газів в процесі регулювання змінюється. Тому задачею головного регулятора є зміна (коректування) завдання допоміжному регулятору, установка його на таке значення, при якому температура сировини на виході з печі відповідатиме заданому значенню.

На схемі головний регулятор складається з термопари 9 (Т₂ ), виміряючої температуру сировини, і електронного самописного потенціометра ЕПД з пневматичним регулюючим пристроєм типу 04. Від регулятора сигнал регулюючої дії через трехходовий кран-перемикач поступає в камеру завдання регулюючого блоку 4РБ-32А, встановлюючи таку температуру топочных газів над перевалами, при якій забезпечується задана температура сировини на виході з печі.

Рис.3.3. Схеми системи автоматичного регулювання процесу горіння в трубчастій печі (кількість рідкого палива регулюється при змінній витраті): схема а — 1,4 — діафрагми; 2 —- датчик тиску; 3 — датчик розрідження; 5—7 — термопари; 8 — піч; 9 — паливний насос; схема б — 1,4 — діафрагми; 2 — датчик тиску; 3, 9, 10 — датчики розрідження; 5—7 — термопари; 8 — датчики газоаналізатора; 11 — піч; 12 — паливний насос; Gм ; Р — тиск; Пр — перетворювач параметра в пиевмосигнал; ПСП — самописець показуючий з пропорційним регулятором; С_м — блок, що підсумовує; C_о — блок співвідношення; решта позначень та ж, що на Рис.3.2.

Наявність в схемі крана-перемикача істотно полегшує пуск і наладку системи каскадно-зв'язаного регулювання. З його допомогою допоміжний регулятор може включатися спочатку по одноконтурній схемі (на роботу від ручного задатчика), а потім — на роботу по схемі КСР.

Вказані схеми управління процесом спалювання палива передбачають стабілізацію лише окремих параметрів роботи печей. Створені пізніше системи автоматичного регулювання (САР) є багатозв'язковими системами, які дозволяють регулювати весь комплекс параметрів теплового режиму печей, діючих на рідкому паливі. Схема на Рис.3.4,а складається з вузлів каскадного регулювання температури сировини на виході з печі (позиції 6 і 7) , регулювання витрати водяної пари в певному співвідношенні з витратою мазуту (1 і 4 ), регулюваннярізниці тиску мазуту і пари з корекцією по в'язкості мазуту (2, 3 і 5).

Одночасно з каскадною САР температури сировини на виході з печі діє система регулювання витрати пари, що подається до пальників для розпиленості рідкого палива. Витрата пари регулюється стежачою системою, яка, «простежуючи» зміну витрати мазуту, змінює витрату пари так, щоб строго зберігалося задане співвідношення між витратами мазуту і пари. Автоматично регулюється і підтримується різниця тиску пари і мазуту, що необхідне для нормальної розпиленості палива. Для запобігання засмічення пальників при збільшенні в'язкості мазуту передбачена корекція по в'язкості. Зважаючи на складність вимірювання в'язкості мазуту, в системі вимірюється його температура, від якої залежить в'язкість. Коефіцієнт корекції фіксується на блоці співвідношення. Тиск в паропроводі по суті «подслежує» зміна тиску мазуту, який, у свою чергу, змінюється при коливанні його температури. Постійна величина, визначальна різниця між тиском мазуту і пари, встановлюється на блоці, що підсумовує. Відхилення від заданого значення температури сировини на виході з печі дорівнювало 2,5 °С, що значно нижче за того, що допускається за технологічним регламентом. При цьому усереднена добова економія палива склала 15 т, економія пари 7,5 т.

На Рис.3.3, б показана схема САР процесу горіння в трубчастій печі, відмінна тим, що тут співвідношення між витратами рідкого палива і пари змінюється автоматично залежно від вмісту кисню в топочних газах, що йдуть (позиція 8). По конструктивних міркуваннях крапка для аналізу газів вибрана в свині печі. В двох її крапках (поблизу пальників і в свині) перевіряється розрядка (позиції 9 і 10 ), щоб контролювати витрату первинного повітря на горіння. Аналіз газів на зміст кисню проводиться газоаналізатором МН-5106. Для введення в САР сигналу від газоаналізатора його вторинний прилад забезпечений пневмоприставкой.

На Рис.3.4 показана схема САР кількості рідкого палива при його постійній витраті. Тут завдання регулятору витрати палива коректується регулятором температури. Ця система забезпечує більш якісне в порівнянні з розглянутими САР управління температурним режимом печі у разі застосування пальників, що часто засмічуються. Працездатність даної САР підтверджена промисловими випробуваннями.

Управління тепловим режимом печі за рахунок зміни подачі мазуту до пальників вимагає його підігріву і підтримки на певному рівні температури, щоб в'язкість палива була постійною. Для цього паливна циркуляційна система має великий об'єм (звичайно рівний трех- і чотирикратній кількості палива від кількості його, спалюваного в пальниках в течію години), а всі трубопроводи і розподільний колектор забезпечуються системою обігріву і тепловою ізоляцією.

Вимірювання витрати палива. Вимірювання витрати мазуту, як і інших в'язких рідких палив, за допомогою діафрагм утруднено зважаючи на порівняно малі витрати і низькі значення числа Рейнольдса, якими характеризується рух палива по трубопроводах. При малих значеннях Re (порядка 200—500) постійність коефіцієнтів витрати зберігається лише при використовуванні звужуючих пристроїв нестандартної форми: діафрагм здвоєних і з подвійним скосом, сопів комбінованих і з профілем «четверть круга» або «півкола» і ін.

Рис.3.4. Схема системи автоматичного регулювання процесу горіння в трубчастої печі (кількість рідкого палива регулюється при постійній витраті): 1,2 — термопари; 3, 4 — діафрагми; 5, 6 — датчики тиску; 7 — датчики газоаналізатора; решта позначень та ж, що на Рис.3.1 і Рис.3.3.

Рис.3.5. Конструктивні розміри діафрагми з подвійним скосом для вимірювання витрати мазуту.

Для вимірювання витрати мазуту G може бути успішно застосована діафрагма з подвійним скосом (Рис.3.5), для якої модуль звужуючого пристрою m=0,12, а внутрішній діаметр трубопроводу d _вн розраховується по формулі

Re= (3.1)

де G_max , р і v — відповідно максимальна витрата, густина і кінематична в'язкість мазуту.

Підставляючи у формулу (3.1) різні значення d _вн , знаходять число Re при максимальній витраті мазуту G_max і його мінімальну витрату G_mіn при Re=60. Для вибраного d _вн число Re (при G_mіn воно рівне 20—25% G_max ) повинне бути не менше 60 (при m=0,12). Відповідно до d _вн розточують діаметр діафрагми, визначаючи його із залежності

d _д = d _вн (3.2)

причому d _д -— діаметр розточування діафрагми.

Діафрагми з подвійним скосом вимагають ретельного виготовлення і індивідуального градуювання, оскільки вплив їх геометричних розмірів і чистоти обробки поверхні на точність вимірювання витрати палива вивчений ще недостатньо. Конструктивні розміри діафрагм з подвійним скосом для вимірювання витрати мазуту при Re=60—1000 показані на Рис.3.5.

Для расходоміра мазуту можуть застосовуватися прилади пневматичної системи СТАР: датчик — диференціальний манометр ДМ-ПЗ, вторинні прилади — ПВ4-23 (при контролі) і ПВ10.1Э (при автоматичному управлінні). При постійній температурі мазуту погрішність расходоміра не перевищує ±2—3%.

4. Опис роботи контурів

По числу контурів проходження сигналів автоматичної системи регулювання (АСР) ділять на одноконтурні і багатоконтурні.

Одноконтурними називаються системи, що містять один замкнутий контур, та багатоконтурними – маючих декількох замкнутих контурів. Багатоконтурні АСР можуть застосовуватися і для регулювання однієї величини з метою підвищення якості перехідного процесу.

В нашому прикладі розглядається багатоконтурна АСР, оскільки у нас:

перший контур – замкнутий контур виміру витрати палива;

другий контур – вимірювання температури продукту при виході з трубчастої печі;

третій контур – свідчення тиску топочных газів;