Автоматизация паровых и водогрейных котлов: система регулирования «Контур»
Для автоматизации котлов паровых ДКВР, ДЕ, которые работают на топливе газ/мазут, и водогрейных котлов ТВГ, КВ-Г, работающих на природном газе, используются комплекты автоматического регулирования на базе системы «Контур» (рис 121, 122), автоматики безопасности и управления в щите типа Щ-К2 (Щ-К2У) (рис. 123). Схема системы автоматического регулирования «Контур» на паровых котлах ДКВР приведена на рис. 124.
Система «Контур» освоена Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА) в 1978 г. До этого времени МЗТА выпускал электронно-гидравлическую систему «Кристалл».
Рис. 121. Лицевая панель регулятора, используемого в системе автоматики «Контур»
Рис. 122. Принципиальная схема автоматического регулирования
Система автоматики «Контур» предназначена для регулирования параметров технологического процесса котлов. Каждый автоматический регулятор имеет: датчик (первичный прибор) (Д); регулирующий прибор (усилитель); исполнительный механизм (ИМ); регулирующий орган (РО).
Датчик Д связан с регулируемым параметром и преобразует поступающий в него импульс в электрический сигнал. Датчик состоит из измерительного и электрического преобразователей. Измерительным преобразователем могут быть эластичная мембрана, манометрическая трубка и др.
Электрический преобразователь представляет собой дифференциально-трансформаторную катушку и стальной сердечник (рис. 125).
Датчик получает питание Uвх =12 (24) В от своего регулирующего прибора электрический сигнал II изменяет свое значение в зависимости от положения стального сердечника III.
Регулирующий прибор Р.25 с задатчиком осуществляет питание своего датчика, от которого поступает электрический сигнал Uвых, который сравнивается с заданным, задаваемым задатчиком, и при неравенстве и усилении разности электрических сигналов на выходе регулирующего прибора возникает усиленный электрический сигнал, который включает в работу исполнительный механизм МЭО.
Рис. 123. Щит Щ-К2: 1,17- табло световое двухламповое ТСБ; 2 — амперметр; 3 — понижающий трансформатор 0с0-0,25; 4 — выпрямитель 75ГМ8А2; 5 — автоматические выключатели А-63; 6 — пакетный переключатель ПВЗ-10; 7-блок переключателей ПП1-10/К2; 8-сетевой выпрямитель СВ-4; 9 — регулятор топлива УТ; 10 — регулятор воздуха УТ; 11 — переключатель пуска котла; 12 — ключ вентилятора; 13 — переключатель блокировки; 14 — узел розетки; 15 — узел пакетного переключателя ПВ2-10; 16- лампа световая сигнальная АСС-2; 18- логометр профильный Л-64; 19- напоромер мембранный НПП-1; 20 — тягонапоромер ТНМ-1; 21 — регулятор уровня УТ; 22 — регулятор разрежения УТ; 23 — переключатель датчиков пламени КФ 77/П-1УС; 24 — переключатель термометров сопротивления ПМТ-4; 25 — ключ дымососа КСВА; 26- переключатель топлива; 27- рамка для надписей
Рис. 124. Схема системы автоматики «Контур» на паровых котлах ДКВР
Рис. 125. Схема дифференциально-трансформаторного преобразователя: I — первичная обмотка дифференциально- трансформаторной катушки; II — вторичная обмотка диффсренциально-трансформатор- ной катушки; III — стальной сердечник; IV — эластичная мембрана измерительного преобразователя
Исполнительный механизм ИМ может быть гидравлическим типа ГИМ (рис. 126,127) (механизм использовался ранее в системе регулирования «Кристалл») и электрическим типа МЭО (механизм электрический одновращательный) (рис. 128).
Исполнительный механизм перемещает регулирующий орган РО. В зависимости от параметров, которые регулируются, регулирующим органом может быть: регулирующая заслонка (РЗ), направляющий аппарат дутьевого вентилятора (НАДВ), направляющий аппарат дымососа (НАД), регулирующий клапан (РК).
На паровых котлах устанавливаются следующие регуляторы:
- регулятор давления пара в барабане котла;
- регулятор расхода воздуха по заданному соотношению «газ-воз- дух»;
- регулятор разрежения в топке; регулятор уровня воды в барабане котла.
На рис. 129, а-г показаны примеры соединения исполнительных механизмов с регулирующими органами.
Рис. 126. Гидравлический исполнительный механизм ГИМ: 1- блок управления; 2 — гидравлический сервомотор,
Рис. 127. Сервомотор исполнительного механизма ГИМ: 1 — шток; 2, 6 — уплотнение; 3 — крышка; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 7 — стяжной болт
Рис. 128. Электрический исполнительный механизм модификации МЭО-1,6140 (МЭО-4/100): 1 — блок датчиков; 2 — упоры; 3 — гайка; 4 — штуцерный вход; 5 — штифт; 6 — маховик ручного привода; 7 — плита электродвигателя; 8 — конденсатор; 9 — тормоз; 10 — штепсельный разъем; 11 — рычаг; 12 — прокладка; 13 — винт заземления; 14 — редуктор; 15 — электродвигатель
Регулятор соотношения «газ-воздух». Этот регулятор имеет два датчика ДТ-2 (рис. 131), которые получают импульсы давления газа и воздуха на горелки. В этом случае на регулирующем приборе Р.25 уравниваются три сигнала: датчика давления газа Рт, датчика давления воздуха Рв и задатчика регулирующей заслонки РЗ.
Например, при увеличении давления газа, который определяет увеличение его расхода, регулирующий прибор Р.25 выдает команду исполнительному механизму на включение и исполнительный механизм перемещает лопатки осевого направляющего аппарата дутьевого вентилятора в сторону увеличения расхода воздуха.
Регулятор разрежения в топке. В зависимости от изменения подачи газа и воздуха в топку котла будет изменяться разрежение вверху топки.
Датчиком разрежения является также датчика ДТ-2, который с изменением разрежения посылает электрический сигнал на регулирующий прибор Р.25., который сравнивает поступивший сигнал с заданным и в случае их неравенства посылает сигнал на импульсный механизм, воздействующий на направляющий аппарат дымососа, увеличивая или уменьшая разрежение.
Рис. 131. Дифференционный тягомер ДТ-2: устройство тягомера; б-электрическая схема; 1 — гайка; 2 — катушка дифференциально-трансформаторного преобразователя; 3 — сердечник дифференциально- трансформаторного преобразователя; 4, 7 — штуцер; 5 — корпус; 6- мембрана; 8 — разделительная трубка
Рис. 130. Электрический дистанционный манометр МЭД: 1 — пружина; 2 — свободный конец пружины; 3 — сердечник дифференционно-трансформаторного преобразователя
Регулятор уровня воды в барабане котла. Датчиком этого регулятора является дифференционный манометр ДМ (рис. 132), который через уровнемерную колонку подсоединен к барабану котла. Перепад давления воды соответствует уровню в барабане котла и поступает на дифференциальный манометр. Сигнал от дифферен- циально-трансформаторной катушки манометра поступает на регулирующий прибор Р.25, где сравнивается с заданным, задаваемым задатчиком и в случае неравенства этих сигналов дает команду исполнительному механизму ИМ на открытие или прикрывание регулирующего клапана РК, установленного на питательной линии парового котла.
На водогрейных котлах устанавливаются: регулятор температуры воды на выходе из котла; регулятор соотношения «газ-воздух»; регулятор разрежения в топке.
Датчиками регулятора температуры воды на выходе из котла являются термометры сопротивления, которые измеряют температуру горячей воды и наружного воздуха. Датчики преобразуют температуру в электрический сигнал и подают на вход регулирующего прибора Р.25, где происходит сравнение с заданным и в случае неравенства сигналов регулирующий прибор Р.25 выдает команду исполнительному механиму ИМ на поворот регулирующей заслонки РЗ перед горелками в ту или иную сторону, увеличивая или уменьшая подачу газа. Регуляторы соотношения «газ- воздух» и разрежения работают аналогично регуляторам паровых котлов.
Так же для поддержания постоянного давления на вводах в котельную могут быть установлены регуляторы расхода и давления УРРД универсальные: УРРД, УРРД-2, УРРД-3.
Рис. 132. Дифференционный манометр ДМ: 1,6- крышки корпуса; 2,4- мембранные коробки; 3 — перегородка; 5 — ниппель; 7 и 15 — импульсные трубки; 8 — диффе- ренциалоно-трансформаторный преобразователь; 9 — колпак; 10, 11, 12 — клапан; 13 — распределительная трубка; 14 — шток сердечника преобразователя; 16 — втулка регулирования нуля; 17 — контргайк
Источник: Тарасюк В.М. Эксплуатация котлов: Практическое пособие для оператора котельной, г. Москва, 2008 г.