KOTŁY FLUIDALNE KOTŁY WODNE
ts1
kocioł
Mm
Mm
siećciepło-wnicza
PM
tk
PO
Model kotła wodnego z obwodami mieszania
.
Schemat układu mieszania wody w ciepłowni grzewczej CG
Bilanse:węzeł A
MM M
it
M
it M tk
mt mzt
s
mgt
k k k
** * *
*
3
węzeł B
węzeł C
i M M t n i M t M t n M tk mg k k s mz s k s
* * * * *
3 3 1
M t n M M t n M tu s k u s k s
* * * *
1 2 3
Układ mieszania wody jest jednym z ważniejszych elementów systemu technologicznego ciepłowni. Bez prawidłowej eksploatacji tego układu nie jest możliwe osiągnięcie założonych parametrów zasilania sieci grzewczej, odgazowania termicznego wody oraz zasilania ewentualnej sieci technologicznej.Zadaniem układu mieszania jest: regulacja temperatury wody zasilającej sieć cieplną (ewentualnie cieplną i technologiczną) zapewnienie stałego przepływu przez pracujące kotły utrzymanie temperatury wody przed kotłem na poziomie wyższym od wymaganego minimum temperatury wody zasilającej (55oC).
A
M B
M W
M Z
M pow
M S
p
n
N
H
p c
Blok energetyczny jako wielowymiarowy obiekt regulacji.
Kocioł wodny jako wielowymiarowy obiekt regulacji:
MB - strumień paliwa,
Otwarcia zaworów na podmieszaniu gorącym i zimnym
Mk - strumień wody w kotle,
Mpow - strumień powietrza do kotła,
MS – strumień spalin z kotła,
tk -temperatura wody wyjściowej,
t1 -temperatura wody wejściowej,
p – ciśnienie wody (np.w przewodzie mod.),
- nadmiar powietrza charakteryzujący proces spalania,
pc - podciśnienie w komorze paleniskowej.
2.1.2. Dane techniczne kotła WRp-46 [20] Dane ogólne: Wydajność maksymalna trwała 46.0 MWCiśnienie wody wlotowej 1.672.75 MPaTemperatura wody wlotowej 70oCTemperatura wody wylotowej 155oCNatężenie przepływu wody dla t = 85 oC 464 Mg/h (129 kg/s)Opory przepływu wody 0.29 MPaSprawność obliczeniowa brutto 84%Pojemność wodna kotła 16 m3
Masa całkowita kotła 214 Mg
Powietrze Ilość powietrza do spalania 19.2 Nm3/sIlość powietrza pierwotnego 12.5 Nm3/sTemperatura powietrza020oCWstępny podgrzew powietrza pierwotnego max 50oCOpory przepływu powietrza 1400 Pa Spaliny Ilość spalin na wylocie z kotła 22.0 m3u/sTemperatura spalin wylotowych180oCOpory przepływu spalin z odpyleniem wstępnym 1000 PaZawartość CO w spalinach wylotowych12.2%
Wentylatory podmuchowe Wentylator powietrza pierwotnegoTyp wentylatora WPW 50/1.8 AtK
Wydajność 7.7 m3/s
Spiętrzenie całkowite dla =1.2 kg/m3 2000 Pa· Wentylator powietrza wtórnego i transportu koksiku
Typ wentylatora WP 31.5/1.00
Wydajność 2.00 m3/s
Spiętrzenie całkowite dla =1.2 kg/m3 6700 Pa
Silnik elektryczny typu Se 180 M-2
Moc silnika 18.0 kW3
2. Układy automatycznej regulacji kotłów WRp Dla kotłów WRp stosowane są UAR następujących parametrów: temperatury wody wylotowej z kotła składu spalin (CO2 lub O2) - UAR spalania
podciśnienia w komorze paleniskowej.
UAR temperatury wody wylotowej z kotła Stosowane są dwie wersje tego układu nazwane:a) UAR temperatury wody wylotowej (niezależny)
b) UAR temperatury wody wylotowej z kotła i spalania(2 w 1).Wersja a) realizowana jest w jedno obwodowym układzie regulacji.
Wielkością regulowaną jest temperatura wody wylotowej z kotła tk.
Wielkością nastawiającą jest strumień paliwa sterowany za pomocą zmian prędkości obrotowej N dozowników paliwa.
Podstawowymi zakłóceniami dla tego układu są:- temperatura wody na dolocie do kotła t1
- wartość opałowa węgla - strumień powietrza pierwotnego i wtórnego
B*
Qwr
UAR spalania
a) Sterowanie procesem spalania poprzez ustalanie stosunku k strumienia paliwa do strumienia powietrza w tzw. "UAR temperatury wody wylotowej z kotła i spalania". Z punktu widzenia automatyki jest to wyłącznie regulacja temperatury wody wylotowej z kotła. Sterowanie procesu spalania sprowadza się tutaj jedynie do sterowania w układzie otwartym. Właściwe spalanie ma być zapewnione przez arbitralnie wybraną wartość ilorazu paliwo/powietrze:
0 1
opt
C CO2
C CO
C O2
Q v
cQ v
Optymalny nadmiar powietrza ze względu na straty
niezupełnego spalania i kominową oraz na zawartość CO 2, CO, O2
UKŁAD REGULACJI SPALANIA.
:
wersja w układzie ciepło powietrze
Schematy blokowe UAR spalania
b)
a) wersja w układzie tlen- powietrze
a)
b)
UAR temperatury wody wylotowej
Schematy blokowe UAR podciśnienia w komorze paleniskowej
Rys. 3.1. Wykres teoretyczny regulacji jakościowej
Schemat stacji uzdatniania wody i odgazowywacza
UAR ciśnienia - uzupełniania sieci grzewczej
OS i POZWZ
P
I
PC 786Digimatik
Ciśnienie w przewodzie modelowym
PIT 741
M
PU
Rys. 5.4. Względne obciążenie kotła w funkcji temperatury zewnętrznej - CG
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
-20 -16 -12 -8 -4 0 4 8 12
t a [ o C ]
qk [
- ]
Rys. 5.5. Względny strumień mieszania zimnego w funkcji temperatury zewnętrznej - CG
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
-20 -16 -12 -8 -4 0 4 8 12
t a [ o C ]
gm
z [
- ]
i = 3
i = 2
i = 1
Rys. 5.6. Względny strumień mieszania gorącego w funkcji temperatury zewnętrznej - CG
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
-20 -16 -12 -8 -4 0 4 8 12
t a [ o C ]
gm
g [
- ]
i = 3
i = 2 i = 1