Upload
petrovai-alexandru
View
227
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
1/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
114
AUTOMATIZAREA PROCESELOR DIN
CENTRALELE ELECTRICE.
REGLAREA AUTOMAT ACAZANELOR CU ABUR
CUPRINS
9.1. INTRODUCERE 115
9.2. BUCLELE DE REGLARE ALE CAZANULUI CU ABUR 116
9.3. CAZANUL CU ABUR CA SISTEM MULTIVARIABIL 123
9.4. TEST DE AUTOEVALUARE 128
9.5.REZULTATE ATEPTATE. TERMENI ESENIALI.
BIBLIOGRAFIE SELECTIV129
9.6. TEST DE EVALUARE 130
9
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
2/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
115
9.1. INTRODUCERE
Cazanul este un echipament destinat producerii aburului la parametrii cerui deturbin. Din punct de vedere sistemic cazanul cu abur este un sistem multivariabil,diversele dependene intrare- ieire evideniindu-se, din punct de vedere dinamic, prin
identificare experimental sau prin metode analitice[D3,D4,C6,I1,M2,V1].Experimentele pe instalaii reale au pus n eviden faptul c nu toateinteraciunile sunt puternice i, din aceast cauz, sistemul poate fi descompus nsubsisteme tratate cvasiindependent n ceea ce priveteposibilitile de reglare.
Astfel, se abordeaz separat problema automatizrii principalelor circuite dereglare ale unui cazan, innd cont de condiiile impuse SRA aferente cazanului cuabur cu circulaie natural(prezentate n Cap.8).
Obiective
Prezentarea general a buclelor de reglare automat ale unui cazan cu abur cucirculaie naturaldintr-o CTE.
Prezentarea modelelor matematice i/sau ale funciilor de transfer, n formasimplificat, pentru principalele circuite de reglare ale cazanului cu abur cu
circulaie natural.
Prezentarea detaliat a buclelor de reglare automat ale unui cazan cu abur cucirculaie natural, n abordare multivariabil.
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
3/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
116
9.2. BUCLELE DE REGLAREA ALE
CAZANULUI CU ABUR
Reglarea sarcinii cazanului
n practic, reglarea debitului de abur produs n funcie de debitul aburului cerutde consumator, se numete reglarea sarcinii cazanului. Meninerea egalitii ntre celedou debite trebuie s se realizeze pstrnd constani parametrii de calitate ai aburului
(presiunea i temperatura) i folosind un consum ct mai redus de combustibil.n regim staionar, debitul de abur Fab al unui cazan fr supranclzireintermediar poate fi exprimat prin bilanul caloric (9.1), n condiiile unui debit de
purj nul. Astfel, relaia debit abur debit combustibil este dat de egalitatea: cazcicoab PFiiFQ 12 (9.1)
n care: Qeste cantitatea de cldur generat sau preluat de abur;Fabdebitul de abur [t/h];Fcodebitul de combustibil [t/h];i2, i1entalpia aburului, respectiv a apei de alimentare [kcal/t];
Pciputerea caloric a combustibilului [kcal/t];cazrandamentul cazanului.
OBSERVAII
Noiunea de entalpie este utilizat n sensul cldurii specifice pe unitate detimp. Valoarea ei pentru diferite temperaturi i stri de agregare este dat n tabele.
Din relaia (9.1) se constat c ntre debitul de abur produs i debitul decombustibil exist o dependen liniar[C1,C6,D3,G1,I1]:
12 ii
PFFfF cazcicocoab
. (9.2)
Semnalele reglate n circuitul de reglare a combustibilului pot fi: presiuneaaburului n tambur i la ieire, debitul aburului, temperatura aburului la ieire i sarcinatermic a cazanului, Q.
Alimentarea cu combustibil i aer de combustie trebuie s fie n strnscorelaie cu debitul de abur consumat. Debitul teoretic de aer, necesar arderii optime,
poate fi determinat cu relaia:
b
PaFF cicotaer1000
(9.3)
unde ai bsunt constante date n tabele, n funcie de natura combustibilului ars.
Debitul real de aer prevede un exces de aer , astfel nct:taerraer FF (9.4)
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
4/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
117
Excesul de aer se determin prin msurarea coninutului de O2, CO2i CO+H2din gazele arse. Valorile optime ale lui depind de natura combustibilului, de modulde ardere, de construcia focarului i de sarcina termic (ex. pentru combustibiligazoi, 1,1 ). Randamentul termic al cazanului, n funcie de coeficientul de excesde aer, prezint un maxim dependent de debitul de abur produs.
n regim dinamic, apar variaii ale temperaturii tubulaturii prin care serealizeaz transferul caloric, precum i variaii ale entalpiei apei, ecuaia diferenial(aproximativ) care descrie aceste fenomene fiind:
apaMab QQQQ (9.5)
n care: Qeste debitul caloric introdus [kcal/h];Qab=Fab(i2-i1) - debitul caloric evacuat prin aburul viu [kcal/h];QM=GMcMdTM/dt- variaia debitului caloric acumulat n masa metalic
[kcal/h];Qapa=Gapadi/dt - variaia debitului caloric acumulat n apa din cazan
[kcal/h];GM - greutatea metalului [t];cM - cldura specific a metalului [kcal/t];TM - temperatura metalului [
0C];Gapa - greutatea apei [t];i - entalpia apei n zona de fierbere [kcal/t].
Variaia entalpiei apei i variaia de temperatur a metalului pot fi considerateproporionale cu variaia de presiune:
dPP
idi
, (9.6)
respectiv:dP
P
TdT
. (9.7)
Pentru variaii mici de presiune se pot accepta ipotezele:
constP
i
i const
P
T
astfel c:
dt
dPKiiFQ Pab 12 (9.8)
n care: KP dP/dt reprezint variaia debitului caloric care se acumuleaz n masa
metalic i a apei, n regim tranzitoriu.Viteza de variaie a presiunii aburului n tambur exprim dezechilibrul caloricntre debitul caloric introdus n cazan i debitul caloric evacuat prin aburul viu.
Pentru descrierea comportrii n regim dinamic a focarului, fenomenele seaproximeaz prin ecuaii difereniale de ordinul I de forma:
tuKFdt
dFT FFF , (9.9)
respectiv prin funcia de transfer:
s
F
F
F
F esT
K
sU
sFsH
1 (9.10)
n care:Feste cantitatea de cldur introdus n focar (mrimea reglat);
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
5/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
118
uF - semnalul de comand, care acioneaz simultan asupra debitului decombustibil i de aer;
KF= Fst/uF0;TF, - constante de timp dependente de tipul focarului (tipul combustibilului,
modul de antrenare a combustibilului, etc.); pentru gaze cu putere
caloric ridicat sec20 .Calitatea arderii poate fi urmrit fie direct, prin msurarea i meninerea
constant a coninutului de O2din gazele arse, fie indirect, prin meninerea unui raportconstant ntre debitul de aer i cel de combustibil.
Reglarea temperaturii aburului viu
Cu ct temperatura aburului este mai ridicat, cu att randamentul termic estemai mare. Depirea unei limite date favorizeazns efectul de fluaj (peste 5500C).
Scderea cu 100C a temperaturii aburului micoreaz randamentul cicluluitermic cu cca. 0,5% i este cauzat de: creterea debitului de abur consumat;
depunerea de murdrie pe suprafeele de nclzire; creterea excesului de aer;creterea temperaturii apei de alimentare[C1,C6,D3,I1,T1].
Metodele de stabilizare a temperaturii aburului se bazeaz pe:- injecia de ap de alimentare sau de condensat;- utilizarea de schimbtoare de cldur pentru rcirea aburului;- reglarea debitului de gaze arse a supranclzitorului de convecie;- utilizarea arztoarelor cu unghi variabil;- recircularea parial a gazelor de ardere spre focar.Metoda cea mai utilizat este injecia de ap sau abur saturat n
supranclzitor, cu reglarea debitului de ap sau abur saturat (Fig.9.1).
Fig.9.1. Schema de reglare a temperaturii aburului viu
Apa de alimentare a cazanului trece prin schimbtorul de cldur 1,condenseaz aburul saturat din conducta 2, care se colecteaz n vasul depresiune 3, lanivel constant, preaplinul fiind evacuat n tamburul 4. Ventilul comandat deregulatorul de temperatur TC, injecteaz apa condensat n punctul P, situat ntresupranclzitorul de radiaie 5 i cel de convecie 6.
Dintre schemele de reglare a temperaturii aburului supranclzit, cele cu injeciede ap condensat prezint o mare varietate de soluii. n cele mai multe cazuri,
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
6/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
119
regulatoarele sunt de tip PI, iar elementele de execuie sunt ventilele de injecie a apeicondensate. Cea mai simpl schem de reglare este prezentat n Fig.9.2a, dar datoritconstantelor de timp mari, performanele dinamice sunt reduse.
Varianta prezentat n Fig.9.2b utilizeaz un reglaj n cascad, ieirea dinprimul regulator PI fiind semnalul de referin pentru al doilea regulator PI. Schema
bloc corespunztoare acestei variante de reglare este prezentat n Fig.9.3, n care seconsider urmtoarele perturbaii de temperatur:
Tp1la intrarea n primul supranclzitor, naintea punctului de injecie;Tp2aplicat supranclzitorului datorit perturbaiilor de transfer caloric prin
convecie de la gazele arse sau prin radiaie;Tp3aplicat supranclzitorului datorit perturbaiilor debitului de abur.
a. b.Fig.9.2. Scheme de reglare a temperaturii aburului viu: a. -bucl simpl; b. - cascad
Fig.9.3. Schema de reglare n cascada temperaturii aburului viu
OBSERVAII
n general, abaterile maxime admise fa de temperatura nominal sunt de100C, iar n regim dinamic:
- pentru min32500 0max,
0
min Cdt
dTCT
adm
;
- pentru min5,1530 0max,
0C
dt
dTCT
adm
nom
;
- pentru min5,0650 0max,
0 Cdt
dTCT
adm
nom
.
Se recomand ca o treapt de nclzire a supranclzitorului s nu aib osupranclzire mai mare de (5060) 0C.
Parametrii cei mai importani ai unui supranclzitor sunt:- presiunea medie: (40180) at;
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
7/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
120
- temperatura medie: (440540) 0C;- viteza medie a aburului: (1020) m/sec;- diametrul evilor: (2550) mm;- lungimea evilor: (1530) m.Reglarea automat a procesului de ardereReglarea procesului de ardere n focarul cazanului const n comanda
alimentrii cu combustibil i aer i comanda tirajului, astfel c sistemul de reglareautomat trebuie s asigure:
- reglarea cantitii de combustibil necesar producerii debitului de abur cerutde consumator (reglarea sarcinii termice);
- reglarea cantitii de aer necesar arderii economice a combustibilului;- meninerea constant a depresiunii n partea superioar a focarului.n acest caz, mrimile reglare sunt: presiunea aburului (la ieirea din cazan, n
conducta colectoare sau n tamburul cazanului), raportul economic aer-combustibil i
depresiunea n partea superioar a cazanului.n schema din Fig.9.4, semnalul xF comand n paralel debitul de aer i
combustibil, existnd i variante de reglare n serie cu semnalul xF comandnddebitul de combustibil, care apoi comand debitul de aer (sau invers).
Fig.9.4. Schema de comand n paralel pentruFaeriFco
n schemele de reglare directe semnalul intensitii focului xF, comand nmod proporional regulatoarele de aer i combustibil.
OBSERVAII
Perturbaiile principale care pot interveni sunt variaiile debitului de combustibili ale debitului de abur cerut de consumator.
Perturbaia provenit de la consumator i concretizat prin modificareadebitului de abur cerut de consumator este denumit perturbaie extern (perturbaiede sarcin), pentru c acioneaz n afara schemei de reglare.
Perturbaia care provine din partea combustibilului este denumit perturbaieintern, deoarece sistemul de reglare acioneaz chiar asupra debitului de combustibil,
pentru a restabili valoarea mrimii reglate. Perturbaiile interne care acioneaz asuprasistemului de reglare automat pot fi cantitative (modificri ale debitului decombustibil, datorit variaiilor de presiune pe conducta de alimentare) i calitative(modificri ale puterii calorice ale combustibilului).
La funcionarea n paralel a tuturor cazanelor din central pe o conductcomun (colectoare) de abur, o parte din cazane funcioneaz n regim de baz, cualimentare constant cu combustibil, iar altele formeaz un grup n regim de reglare,
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
8/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
121
care particip la reglarea sarcinii centralei. n acest caz, regulatorul de presiune aaburului menine constant presiunea n conducta colectoare de abur i comand irepartizarea sarcinii ntre cazane.
Presiunea aburului mrimea care sesizeaz cel mai rapid dezechilibrul desarcin acioneaz ca semnal de intrare pentru regulatorul de sarcin termic, direct
sau prin intermediul altui regulator. Semnalul care acioneaz asupra regulatorului desarcin termic este denumit semnal de intensitate a focului. Alegerea locului n carese regleaz presiunea aburului se face n funcie de locul de apariie i de natura
perturbaiilor, pe baza unor criterii economice i de siguran n funcionare.n cazul schemei din Fig.9.5, regulatorul principal primete ca mrime reglat
presiunea P a aburului de pe conducta colectoare i emite semnalul de comand acantitii de cldur introdus n focar. Semnalele de comand elaborate acioneazasupra debitelor de aer i combustibil (Faer, Fco).
Fig.9.5. Funcionarea cazanelor n paralel
n practic, exist scheme de reglare care introduc reacii suplimentaredependente de debitul de abur al fiecrui cazan i de variaiile de presiune dinconducta colectoare sau de la turbin.
Reglarea debitului gazelor de ardere urmrete pstrarea unei depresiuni(tiraj) de cca. (13)mmCol.H2O n partea superioar a focarului, care asigurevacuarea debitului de gaze rezultate din arderea combustibilului. Cretereadepresiunii poate duce la o cretere important a aerului fals, ceea ce micoreaz
randamentul cazanului, prin creterea pierderilor prin gazele evacuate i a consumuluide energie electric pentru tiraj[C1,C6,D3,I1,T1].Considernd: h depresiunea n focar; Faer debitul de aer de combustie;
nVGA turaia ventilatorului de gaze arse, funciile de transfer pentru focar pot fiaproximate sub forma:
1}{.
}{.
1
11
sT
K
nLapl
hLaplsH
VGA
F (9.11)
1}{.
}.{
2
2
2
sT
K
FLapl
hLaplsH
aer
F . (9.12)
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
9/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
122
Reglarea debitului apei de alimentare
Sistemul de reglarea automat a debitului apei de alimentare ndeplineteurmtoarele funcii:
- evit rmnerea evilor fr ap;- asigur debitul de ap necesarvaporizrii;
- evit intrarea apei n supranclzitor;- asigur egalitatea debitelor de ap i abur;- menine constant nivelul apei n tambur (eroare admis 75100 mm).Meninerea constant a nivelului din tamburul cazanului este necesar din
motive tehnologice i de siguran n exploatare. Att supraalimentarea ct isubalimentarea cazanului produc perturbaii n funcionarea acestuia i pot pune n
pericol integritatea instalaiei tehnologice. Prin meninerea constant a nivelului ntambur se asigur i echilibrul masic ntre cantitatea de abur produs i cantitatea de apcu care este alimentat cazanul.
Variantele moderne de reglare utilizeaz reacii n funcie de nivelul L din
tambur (mrimea reglat), debitul de abur Fab i debitul apei de alimentare Fapa iacioneaz asupra ventilului V de la refularea pompei de alimentare (Fig.9.6).
a.
b.Fig.9.6. Reglarea automat a nivelului n tambur:
a.schema cu trei semnale de reacie ; b.conexiunea n cascad
Aceast schem permite regulatorului s intre n aciune nainte ca mrimeareglat s fie modificat prin efectul perturbaiilor externe de sarcin sau al
perturbaiilor interne datorate pompelor de alimentare. Variaia sarcinii cerute de
turbin produce un dezechilibru care conduce la modificarea debitului apei dealimentare pn cnd acesta corespunde noii sarcini.
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
10/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
123
Debitul apei de alimentare se poate modifica fie prin modificarea poziieiventilului de reglare, fie prin schimbarea turaiei pompei de alimentare.
OBSERVAII
Mrimile perturbatoare sunt:debitul de abur produs de cazan; temperatura apei
de alimentare; debitul apei de purjare; debitul de gaze arse pentru nclzireaeconomizorului.
Reglarea purjei se aplic numai pentru purje continue, pentru a elimina dintambur apa cu un bogat coninut de sruri i deci a menine o salinitate sub un anumitnivel impus. Variantele uzuale regleaz debitul purjei, Fpurjn funcie de salinitatea S(cuperformane dinamice reduse) sau utilizeaz o reacie n funcie de debitul de abur,cu referina dat de salinitate.
Reglarea debitului de abur produs (reglarea sarcinii cazanului) n funcie dedebitul aburului cerut, trebuie s se realizeze pstrnd constani parametrii de calitateai aburului,presiunea i temperatura.
Alimentarea cu combustibil i aer de combustie sunt n strns corelaie cudebitul de abur consumat.
Pentru reglarea temperaturii aburului se utilizeaz, frecvent, injecia de ap sauabur saturat n supranclzitor.
Reglarea nivelului din tamburul cazanului este necesar din motive tehnologicei de siguran n exploatare.
Reglarea procesului de ardere n focarul cazanului presupune comandaalimentrii cu combustibil i aer i comanda tirajului. Reglarea debitului gazelor deardere urmrete pstrarea unei depresiuni n partea superioar a focarului, careasigur evacuarea debitului de gaze rezultate din arderea combustibilului.
9.3. CAZANUL CU ABUR CA SISTEM
MULTIVARIABIL
Buclele de reglare ale cazanului cu abur. Prezentare generalCazanul cu abur este considerat ca fiind un sistem multivariabil (MIMO), avnd
6 semnale de intrare i 9 semnale de ieire, conform schemei bloc din Fig.9.7.Teoretic, exist conexiuni/funcii de transfer de la fiecare semnal de intrare la
fiecare semnal de ieire. Practic, unele funcii de transfer au ponderi neglijabile,rezultnd un numr mai restrns de funcii de transfer importante.
ntr-o form general, cele ase bucle de reglare importante pentru un cazan deabur sunt prezentate n Fig.9.8 [C1,C6,I1].
CONCLUZII
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
11/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
124
Fig.9.7. Cazanul cu abursistem multivariabil
Se evideniaz: semnalele de intrare n circuitele de reglare:
i*pabv - referina n curent unificat pentru presiunea aburului viu;i*O2 - referina n curent unificat (de oxigen) pentru analizatorul gazelor arse;i*PF - referina depresiunii din focar;i*h - referina nivelului apei n tambur;i*abv - referina temperaturii aburului viu;i*S - referina de salinitate.
semnalele de ieire din circuitele de reglare:pabv - presiunea aburului viu;O
2 - concentraia procentual de oxigen;
pF - depresiunea din focar.h - nivelul apei n tambur;qabv - debitul de abur viu;absi - temperatura aburului n supranclzitorul intermediar;abv - temperatura aburului viu;S - salinitate;
alte notaiipentru parametri i blocuri:qc, qaer, qapa, qga- debite de combustibil, aer de combustie, apa de alimentare,
respectiv de gaze arse;qij - debitul de injecie ntre doutrepte de supranclzitor pentru reglarea
temperaturii aburului viu;qpj - debitul de purj;p - presiune diferenial(ieirea din diafragma calibrat);
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
12/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
125
ipabv* +
- PI
- PI
R12
ip
cip12
SPR
E12q
c p
ab.v.
i
p
ip
PI PI
PI
PI
PI
PID
PID
ip SPC
ip
k 2
iu
u
O2
SPCi p
ip
SPRi p
i p ip
ip
in
El. de
exec.
ip
ip SPR
iu
u
iu
u
ip SPR
i p
u
u
i
S
q aer O2
gaq pF
qapa h
pab.v.
ab.v.q
ab.s.i.q
q
ab.v.
S
ij
pj
R11
Er12 Cp12
C pi11
R21 R22 C p22i E22
Er22 Cpi22
Cui21 COu2 21
R31 Cip31 E 31
Cpi31
R43 C ip43 E43
Er43 Cpi43
Cpi
42
Cpi42E 42Cni 42
Cpi41Er41
R52 C ip52 E52
R52 Cui52 Cu52
Cui
R62 C ip52 E62
Er62 Cpi62
Cui62 CSu61
i s*
- -
+
--
---
-
-
+
+
+ ++
+
iO2*
i
i
iab.v.
*
*
*
h
pF
Fig.9.8. SRA pentru un cazan de abur (forma general)
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
13/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
126
Ri- regulatoare; Cxy- convertor din mrimea x n mrimea y;Ei - elemente deexecuie; Er - extractoare de radical; SPR - servomotor pneumatic cu robinet;SPC - servomotor pneumatic cu clapet.
Reglarea presiunii aburului viu se asigurprintr-o schemn cascad cu dou
regulatoare PI. Bucla exterioarasigurreacia n raport cu presiunea aburului viu, iarbucla interioarasigurreacia n raport cu debitul de combustibil. Pebucla exterioarexist un convertor presiune - curent unificat, iar pe bucla interioar exist unconvertor presiune diferenial - curent unificat, urmat de un extractor de radical. ngeneral, pe bucla de reacie a debitului este necesar un traductor cu diafragmacalibrat, presiunea diferenial fiind proporional cu ptratul debitului. Curentulunificat care rezultdin convertor este de asemenea, proporional cu ptratul debitului,astfel c se impune utilizarea unui extractor de radical.
Reglarea combustiei se asigur, n limitele acceptabile, prin meninerea
concentraiei de oxigen rezultat din gazele arse. Reglarea n cascad se realizeaz nraport cu oxigenul, pentru bucla exterioar, respectiv cu aerul de combustie, pentru
bucla interioar.
Reglarea depresiunii din focarimpune meninerea unei depresiuni de cca.-2 mmH2O(milimetri coloana de ap) n interiorul focarului. Pe bucla de reacie existtraductoare presiune diferenial - curent unificat.
Reglarea debitului apei de alimentare se asigur prin urmtoarele bucle dereacie: n raport cu debitul de alimentare; n raport cu nivelul apei din tambur; n
raport cu presiunea aburului viu; n raport cu debitul aburului viu.
Reglarea temperaturii aburului viu este realizat cu dou bucle de reacie:temperatura aburului viu, respectiv temperatura aburului viu dintr-un suprancalzitorintermediar. Pe circuitele de reacie exist convertoare temperatura/tensiune/curentunificat.
Reglarea salinitatii apei condensatese asigur printr-o buclde salinitate i obuclsuplimentar (de corecie), dependentliniar de debitul aburului viu. Se folosesctraductoare salinitate/tensiune/curent ibucle suplimentare cu efect de corecie.
EXEMPLU ILUSTRATIV
n Fig.9.9 este prezentat schema tehnologic pentru cazanul cu circulaienatural cu combustibil gazos (CH4), cuprincipalele bucle de reglare automat.
Se consider situaia n care cazanul funcioneaz pe conduct colectoare cuturbina i, pentru reglarea sarcinii cazanului, funcioneaz schema cu dou regulatoare
n cascad. Regulatorul de sarcin termic (RST) al cazanului va rejecta perturbaiileinterne ajutat i de semnalul suplimentar de cldur, iar perturbaiile externe de sarcin
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
14/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
127
vor fi rejectate de ctre regulatorul principal, prin meninerea constant a presiuniiaburului pe bara colectoare [I1].
Fig.9.9. Schema tehnologic a cazanului cu circulaie natural, cu principalele SRA
Deoarece cazanul funcioneaz pe gaz metan, debitul de combustibil estemsurabil, astfel c schemele de reglare ale combustiei i depresiunii n focar sunt nserie.
La reglarea aerului, n cascad, regulatorul de aer are rol de urmrire, iar cel deoxigen are rol de rejecie al perturbaiilor.
Reacia dinamic (derivativ) dup mrimea de comand de la ieirea
regulatorului are rolul de a furniza o informaie suplimentar asupra perturbaieiprincipale n circuitul de reglare al depresiunii n focar i anume debitul de aer.
Cazanul cu abur se poate considera ca un sistem multivariabil, n care seevideniaz canalele directe i cele de interinfluen.
Deoarece unele canale de interinfluen au ponderi neglijabile, sistemul MIMOpoate fi restrns la unul cu ase intrri i nou ieiri.
n schemele de reglare se vehiculeaz semnale unificate de curent i/sautensiune, iar regulatoarele utilizate sunt de tip PI sau PID, n scheme simple sau ncascad.
CONCLUZII
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
15/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
128
9.4. TEST DE AUTOEVALUARE
1)Debitul de abur al unui cazan depinde de:a) debitul de combustibil; Da / Nu
b)puterea caloric a combustibilului; Da / Nuc) randamentul cazanului. Da / Nu2)Reglarea sarcinii cazanului se refer la:
a)
reglarea debitului de abur produs; Da / Nub) reglarea temperaturii aburului viu; Da / Nuc) reglarea presiunii aburului viu; Da / Nud) reglarea nivelului apei n tambur. Da / Nu3)Pentru stabilizarea temperaturii aburului se utilizeaz metoda bazat pe:a) recirculare; Da / Nu
b) injecia de ap; Da / Nuc) injecia de abur saturat. Da / Nu
4)La funcionarea n paralel a cazanelor din CTE pe o conduct comun (colectoare)de abur:a) toate cazanele funcioneaz n regim de baz; Da / Nu
b) toate cazanele funcioneaz n regim de reglare; Da / Nuc) o parte funcioneaz n regim de baz, iar altele n regim de reglare. Da / Nu
5)Pentru un cazan cu abur, cele mai importante bucle de reglare sunt n numr de:a) ase; Da / Nu
b) opt; Da / Nuc) patru. Da / Nu
Grila de evaluare: 1-a,b, c; 2-a; 3-b, c; 4-c; 5-a.
ncercuii rspunsurile corecte laurmtoarele ntrebri.
ATENIE: la aceeai ntrebare pot existaunul sau mai multe rspunsuri corecte!
Timp delucru: 15 minute
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
16/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
129
9.5. REZULTATE ATEPTATE. TERMENIESENIALI. BIBLIOGRAFIE SELECTIV
REZULTATE ATEPTATE
Dup studierea acestui modul, trebuiecunoscute:- principalele relaii de cauzalitate ntre
parametrii cazanului cu abur din CTE;- principalele circuite de reglare alecazanului cu abur cu circulaienatural;
- schema de reglare i funcionareacazanului ca sistem multivariabil, cuase mrimi de intrare i nou mrimide ieire.
TERMENI
ESENIALI
Reglarea sarcinii cazanului reglarea debitului de aburprodus n funcie de debitul aburului cerut de consumator.
Debitul teoretic de aer debitul de aer calculat, necesararderii optime a combustibilului.
Viteza de variaie a presiunii aburului n tambur dezechilibrul caloric ntre debitul caloric introdus n cazan idebitul caloric evacuat prin aburul viu.
Perturbaie de sarcin perturbaia provenit de laconsumator i concretizat prin modificarea debitului de aburcerut de consumator.
Perturbaie internperturbaia care provine din parteacombustibilului.
Cazan n regim de reglarecazan care particip la reglareasarcinii CTE.
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
17/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
130
BIBLIOGRAFIE SELECTIV
TEST DE EVALUARE
1)ntre debitul de abur produs i debitul de combustibil exist dependena:a) cazcicoab PFF ; Da / Nu
b)12
ii
PFF cazcico
ab
; Da / Nu
c) cazcicoab PFiiF 12 . Da / Nu
ncercuii rspunsurile corecte laurmtoare ntrebri.
ATENIE: la aceeai ntrebare pot existaunul sau mai multe rspunsuri corecte!
Timp delucru: 15 minute
Dulu M., Automatica proceselor continue. Procese termice i chimice,Editura Universitii Petru Maior din Tg.Mure, 2004. Dulu M., Chindri M.,Automatizarea proceselor termice i chimice, CursLito, Universitatea Petru Maior din Tg.Mure, 2002.
Coloi T., .a.,Automatizri industriale continue, Institutul Politehnic Cluj-Napoca, 1983.
Vntoru M., Conducerea automat a proceselor industriale, EdituraUniversitaria Craiova, 2001.
Iliescu S., Fgran I., Automatizarea centralelor termoelectrice, EdituraPrintech, Bucureti, 2005.
Mihoc D., .a.,Automatizri electro-i termoenergetice, Editura Printech,Bucureti, 2008.
7/22/2019 Sisteme automate,cursull 9
18/18
Sisteme de conducere a proceselor continue
131
2)ntre debitul de aer real, excesul de aer i debitul de aer teoretic exist dependena :a)
raertaer FF ; Da / Nu
b) taerraer FF 2 ; Da / Nu
c) taerraer FF . Da / Nu
3) Reglarea debitului gazelor de ardere urmrete pstrarea, n partea superioar afocarului, a unei:
a) suprapresiuni; Da / Nub) depresiuni; Da / Nuc) presiuni nule. Da / Nu
4) n schema MIMO a cazanului, reglarea presiunii aburului viu se asigur printr-oschemn cascadcu:
a) reacie n raport cu presiunea aburului viu; Da / Nub) reacia n raport cu debitul de combustibil; Da / Nuc) reacia n raport cu debitul de ap. Da / Nu
5)n schema de reglare a debitului apei de alimentare se utilizeazbucle de reacie nraport cu:
a) nivelul apei din tambur; Da / Nub) debitul de alimentare; Da / Nuc) presiunea aburului viu; Da / Nud) debitul aburului viu. Da / Nu
Grila de evaluare: 1-b; 2-c; 3-b; 4-a, b; 5-a, b,c, d.