Способ автоматического регулирования температуры воды перед водогрейным котлом

Способ автоматического регулирования температуры воды перед водогрейным котлом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: автоматическое регулирования температуры воды перед водогрейным котлом 1 с предвключенным подогревателем сетевой воды. Сущность изобретения: регулирования температуры воды перед котлом 1 при ее значении выше заданной величины и отключенной рециркуляции производят изменением подачи обратной сетевой воды по дополнительной линии перепуска сетевой воды с выхода сетевого насоса 2 на вход котла 1 и поддерживают заданное значение перепада давлений до и после предвключенного подогревателя 3 изменением дросселирования участка линии обратной сетевой воды, параллельно байпасной линии с установленным на ней подогревателем 3, 1 ил.

„, 5Ц„„1747808 А1. союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)ю F 24 Н 1/00 ))09Q „

ГОСУДАРСТВЕу-(НЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,и "- - ..е

)..;.;. -, ..., г ! "I.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

1 2 (21) 4689299/06 : (57) Использование: автоматическое регули(22) 10.05.89 - . .. рования температуры воды перед водогрей(46) 15.07.92. Бюл. М 26 : . ным котлом 1 с предвключенным (71) Предприятие мДонтехзнергом Произ- подогревателем сетевой воды, Сущность водственйого объединения по наладке, co- изобретения: регулированйя температуры вершенствованию технологии и воды йеред котлом 1 при ее значении выше эксплуатации электростанций и сетей "Co- заданной величйны и отключенной рециркуюзтехэнерго" -: . ляции производят изменением подачи об(72)Е.М.Альтшуль, Н.И. Галкин,Л. Г.Зотов ратной сетевой воды по дополнительной и Л. А, Панченко . линии перепуска сетевой воды с выхода се(53) 621.311;22(088;8)...:: .. тевого насоса 2 на вход котла 1 и поддержи- (56)Технический проект Киевского бтделения вают заданное значение перепада

ВНИИПИЭнергопрома% 127ПЗТМ.000.02, r. — давлений до и после предвключенного поКиев,1989. -....... -.: .:.;: догревателя 3 изменением дросселирова(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЁЕГУ- ния участка линии обратной сетевой воды, ЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ ПЕ- . "параллельно байпасной линии с установРЕД ВОДОГРЕЙНЫМ КОТЛОМ; . ленным на ней подогревателем 3, 1 ил. З л

Мл и !

Иаобретение относится к теплоэнерге-: В указанном способе регулировайия огтике, промэнергетике, в частности автома- раничивается использование тепла параоттизации.водогрейных котлов в схемах с боравподогревателепритемпературеводы предвключенными подогревателями сете- .. перед котлом выше заданного. предельного вой воды. Известен способ автоматического значения, когда рециркуляция котла ззкры- . б регулирования температуры воды перед во- та. В этом случае для поддержания постоян- (O догрейным котлом в схеме с предвключен- . ной температуры требуется снижать, С) ным подогревателем обратной сетевой тепловую нагрузку йодогревателя до уров- 0ф воды, греющий пар на который поступает из ня, обеспечивающего температуру воды пеотбора турбины. а требуемый перепад дав- ред котлом, равную или ниже заданной лений на подогревателе(раскол сетевой во-, предельной. Гюддержание постоянной темды через него) обеспечивается фстановкой .: пературы.воды перед котлом необходимо по. дроссельной шайбы на участке основной ли- условиям надежной и:экономичной рабо-. нии обратной сетевой воды, параллельном .. ты котла; Перепаддавлений на дроссельной байпасной линии с подогревателем, путем шайбе, обеспечивающий требуемый перевоздействия регуляора постоянной темпе- пад давлений на подогревателе, а следоваратуры воды перед котлом на изменение тельно, и расход воды через него в расхода воды к котлу из линии рециркуля- известном способе существенно отклоняет ции котла. ся от расчетного при изменениях общего

1747808

25

40

55 расхода сетевой воды, что снижает надежность и экономичность работы предвключенного подогревателя сетевой воды, Цель. изобретения — повышение экономичности работы котла при температуре воды перед . коглом выше заданного предельного значения и закрытой рециркуля ций. котла, Данная цель достигается тем, что в режиме увеличившегося теплопотребления 10 подогревателя, когда температура воды перед котлом превышает заданное предельное значение, а регулирующий клапан на линии рециркуляции котла закрыт, поддержание температуры воды перед котлом осуществляется изменением расхода обратной сетевой воды (подмесом холодной воды к котлу) по дополнительной байпасной линии с выдачи сетевого насоса на вход котла;

Чтобы изменение положения регулирующе- 20 го клапана на дополнительной байпасной линии при регулировании температуры воды перед котлом не приводило к значительным отклонениям расхода воды через подогреватель в предлагаемом способе используется регулятор давления, поддерживающий заданное давление воды после подогревателя с автоматической коррекцией задания ему по отклонениям перепада давления воды на подогревателе, если они 30 превышают заданные предельные значения. При этом обеспечивается поддержание заданного перепада давления воды íà по догревателе, а следовательно, требуемого расхода воды через него как при неизменном общем расходе сетевой воды, так и при его изменениях, При малых тепловых нагрузках подогревателя, когда температура воды к котлу эа точкой смешения потоков ниже заданного предельного значенйя, поддержание постоянной температуры водй перед-котлом производится с помощью регулирующего клапана на линии рециркуляции котла. По мере роста тепловых нагрузок подогревате- 45 ля повышается температура воды к котлу, что вызывает прикрытие регулирующего клапана в линии рециркуляции котла, Если температура воды перед котлом превышает заданное предельное значение 50 регулирующий клапан в линии рециркуляции котла закрывается и с помощью аналоговорелейного преобразователя производится отключение воздействия регулятора постоянной температуры воды перед котлом от регулирующего клапана в линии рециркуляции и подключение его к регулирующему клапану в линии дополнительного байпаса, При неизменном общем расходе сетевой воды изменение положения регулирующего клапана в линии дополнительного байпаса под действием регулятора температуры воды перед котлом приводит к отклонениям давления в точке смешения потоков (за подогревателем), которые компенсируются регулятором давления таким образом, что обеспечивается заданный перепад давления на подогревателе и, следовательно, требуемый расход воды через него, При изменении общего расхода сетевой воды (давлейие воды на выдаче сетевого насоса в соответствии с его характеристикой) изменяется перепад давлений воды на подогревателе. Если при этом отклонение его от требуемого превышает заданную величину, срабатывает аналогово-релейный преобразователь, управляющий блоком интегрирования, выходной сигнал которого является заданием регулятору давления

Изменение задания регулятору давления производится до момента компенсации отклонения перепада давлений от требуемого с заданной точностью и отпускания аналогово-релейного преобразователя. После восстановления перепада давлений на подогревателе регулятор давления поддерживает новое значение давления воды в основной линии к котлу (за подогревателем).

Отклонения расхода воды через котел и линию перепуска сетевой воды компенсируются. при этом регулятором постоянного расхода воды через котел, воздействующим на регулирующий клапан в основной линии сетевой воды за котлом, и регулятором температуры прямой сетевой воды, управляющим .регулирующим клапаном на линии перепуска сетевой воды.

На чертеже дана схема реализации йредлагаемого способа автоматического регулирования температуры воды перед водогрейным котлом.

На чертеже приняты следующие обозначения; 1 — водогрейный котел; 2 — сетевой насос; 3 — подогреватель сетевой воды: 4— рециркуляционный насос; 5 — регулирующий клапан в линии рециркуляции; 6 — регулирующий клапан на участке основной линии обратной сетевой воды параллельном байпасной линии с подогревателем; 7— датчик давления воды за подогревателем; S —. регулятор давления; 9 — блок интегрирования (эадатчик регулятора давления); 10— аналогово-релейный преобразовэтел ь по перепаду давления воды на подогревателе;

11 — регулирующий клапан на лйнии допол нительного байпаса; 12 — датчик температуры воды перед котлом; 13. — регулятор постоянной температуры воды перед котлом; 14 — аналогово-релейн ый и реобраэова5

1747808

10

30

35 таково, что отклонения расхода воды через котел, вызванные изменением давления во40 ды перед котлом при изменении рециркуля-"

55 тель по температуре воды перед котлом; 15 — измерительная диафрагма по расходу воды через котел; 16 — регулирующий клапан на основной линии воды эа. котлом; 17— датчик расхода воды ереэ котел; 18 — регулятор постоянного расхода воды через котел; 19 — датчик температуры воды за котлом; 20 — регулятор тепловой нагрузки котла; 21 — регулирующий клапан на подаче топлива в котел; 22 — датчик температуры прямой сетевой воды; 23 — регулятор температуры прямой сетецой воды; 24 — регулирующий клапан на линии перепуска сетевой воды; 25 — греющий пар из отбора турбины;

26 — отвод конденсата греющего пара; 27 —. элемент ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ;

28 — датчик перепада давления сетевой.воды на подогревателе; 29 — задатчик регулятора тепловой нагрузки котла; 30 — задатчик регулятора температуры прямой сетевой во- 2 ды.

Датчик 12 температуры воды перед котлом 1 подключен ко входу регулятора 13 постоянной температуры воды перед котлом и ко входу аналогово-релейного преобразователя 14, на другой вход которого

° подключен сигнал задания по температуреводы перед котлом, Выход регулятора 13 связан через аналогово-релейный преобразователь 14 с регулирующим клапаном 5 в линии рециркуляции котла или с регулирующим клапаном 11 на дополнительной байпасной линии.

Датчик 7 давления воды за подогревателем подключен к первому инвертирующему входу регулятора давления, связанному с регулирующим клапаном 6 на участке ос новной линии обратной сетевой воды, па- раллельной байпасной линии с подогревателем. На второй вход регулятора давлеуия 8 подключен выходной сигнал блока. интегрирования 9, на вход которого в свою очередь подключены выходные логические сигналы аналогово-релейного преобразователя 10.. К входу последнего подключен выходной сигнал элемента 27

ЗОНА НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, вход которого связан с датчиком 28 перепада давления воды.на подогревателе сетевой воды

3. На другой вход преобразователя 10 подключен сигнал задания по перепаду давления на подогревателе..Регулятор 16 постоянного расхода воды через котел связан с датчиком 17 расхода воды по перепаду давления на измерительной диафрагме 15 в линии за котлом и с регулирующим клапаном 16 в линии воды за котлом.

Регулятор тепловой нагрузки котла 20 связан с датчиком 19 температуры воды за котлом, задатчиком 29 и с регулирующим клапаном 21 в линии подачи топлива в котел. Датчик температуры прямой сетевой воды 22 подключен ко входу регулятора 23 температуры прямой сетевой воды, связанному с регулирующим к;-апаном 24 в линии перепуска сетевой воды. а также с эадатчиком 30, Способ осуществляется следующим образ ом, В установившемся режиме работы подогревателя, котла и сети их тепловые нагрузки, а также температура прямой и, обратной сетевой воды эа точкой смешения и перед котлом постоянны, Давление эа подогревателем постоянно и равно заданному. Регулятор 13 постоянной температуры воды перед котлом, подключенный через аналогово-релейный преобразователь 14 к регулирующему клапану 5 в линии рецирку- ляции, сбалансирован регулятор 8 давления воды в балансе, регулирующий клапан 11 в линии дополнительного байпаса закрыт

После возмущения увеличением температуры воды за подогревателем, вызванного увеличением его тепловой нагрузки, температуры воды к котлу за точкой смешения повышается. Это вызывает по сигналу от датчика t2 включение регулятора 13 е сторону компенсации возмущения — прикрытия клапана 5. Уменьшение подачи воды из контура рециркуляции приводит к понижению давления воды перед котлом, что вызывает по сигналу от датчика 7 воздействие регулятора давления 8 на клапан 6 в сторону компенсации возмущения — открытия клапана.

Быстродействие регулятора давления 8 ции котла, незначительны и не вызывают включения регулятора постоянного расхода

18, Одновременно повышается температура воды за котлом, что по сигналу от датчика температуры 19 вызывает воздействие регулятора тепловой нагрузки котла 20 на клапан подачи топлива 21 в сторону закрытия.

Повышение температуры воды за котлом через промежуток времени, вызванный запаздыванием изменения указанной температуры при возмущении топливом, прекращается, а повышение температуры прямой сетевой воды по сигналу от датчика

22 компенсируется регулятором температуры 23., воздействием на клапан 24 в сторону открытия. Отклонения давления воды к котлу и расхода воды через котел, вызванные открытием клапана 24, компенсируются регуляторами 8 и 18 аналоги но описанному

1747808

10 В установившемся режиме при неиз менном давлении воды к котлу и перепаде давлений на подогревателе после увеличеется давление на выдаче сетевого насоса и

15 соответственно перепад давлений на подогревателе. Это приводит к появлению сигнала отклойейия перепада на выходе датчика по перепаду давлений 28. Если при этом отклонение указанного сигнала на меньше, 20 превышает велйчину, равную половине зоны нечувствительности элемента 27, то происходит срабатывание аналогово-релейного преобразователя 10 и путем разрешения

25 выходному логическому сигналу преобразователя 10 изменяется выходной сигнал интегратора 9, который является заданием

30 половине зоны нечувствительности по пере35 паду. При этом отпускает аналогово-релей40 ный перепад на подогревателе и постоянный расход воды через него, Изменившийся при этом расход воды через котел в сторону пони45 жения восстанавливается регулятором 18 постоянного расхода котла, э снижение расхода воды через лйнию перепуска компенсируется в установившемся режиме регулятором 23 (путем открытия клапана 24

50 по Сигналу от датчика температуры 22), Регулирование температуры воды перед котлом при возмущениях изменением температуры обратной сетевой воды производится следующим образом, 55 ранее. Температура воды перед котлом изза уменьшения доли более нагретой воды к котлу понижается, температура воды за котлом также снижается до заданной. В установившемся режиме температура воды за 5 котлом должна быть скорректирована на меньше в соответствии с тепловым балан- сом подогревателя с котлом и сети, Увеличение тепловой нагрузки подогревателя сетевой воды 3 при установившемся режиме работы котла 1 приводит к росту температуры воды к котлу за точкой смешения и прикрытию клапана 5 в линии рецир-. куляции. котла от регулятора 13, а при достижении ею заданного предельного значения — к срабатыванию аналогово-релейного преобразователя 14, отключению выхода регулятора 13 от регулирующего клапана 5 и подключение его к регулирующему клапану 11 в линии дополнительного байпаса.

В установившемся режиме увеличившейся тепловой нагрузке подогревателя сетевой воды соответствует значение=Температуры воды перед котлом, близкое к заданному предельйому значению, положение регулирующего клапана 5 в линии рециркуляции котла близкое к полному закрытию, а регулирующего клапана 11 в линии дополнительного байпаса — промежуточное.

После возмущейия, йапрймер; увеличением температурй воды за подогревателем

nîâûøàåòñÿ температура воды к котлу за точкой смешения потоков. Это приводит к сигналу от датчика температуры воды перед котлом 12 к включению регуля1 ора 13 в сторону компенсации возмущения - открытия клапана 11 (увеличения подачи холодной воды на подмес к котлу), При этом изменяется характеристика сети, что приводит к повышению давления воды перед котлом-и по сигналу от датчика 7 вызывает включение регулятора давления 8 в сторону прикрытия клапана 6 в основной линии. Одновременно увеличивается расход воды через котел, что компенсируется по сигналу от датчика расхода 17 воздействием регулятора 18 на регулирующий клапан 16 в. сторону эакрь1тйя; и растет расход воды через линию перепуска, что "привОдит к понижению температуры прямой сетевой воды и вызывает по сигналу от датчика температуры 22 включение регулятора 23 в сторойу компенсации возмущения — прикрытия клапана 24.

В установившемся режиме после окон чания переходных процессов восстанавливаются исхбдные значения расходов воды через котел, подогреватель сетевой воды, стабилизируется температура воды к котлу, за котлбм-в сеть на новом уровне, превышающем задание, что требует корректировки задания регулятору 20 в сторону понижения температуры за котлом до уровня, обеспечивающего баланс тепловых нагрузок подогревателя с котлом и сети, Регулирование перепада давлений на подогревателе при значительных изменениях расхода сетевой воды производится следующим образом, ния общего расхода сетевой воды понижаИнтегрирования в сторону уменьшения по регулятору давления 8. Регулятор 8, воздей-. ствуя на регулирующий клапан 6 в сторону закрытия, понижает давление воды к котлу до момента, когда ситнал по отклонению перепада давления от датчика 28 через элемент 27 уменьшается до величины, равной ный преобразователь 10 и прекращается изменение задания регулятору 8.

В статике после окончания переходных процессов устанавливается пониженное давление воды в основной линии к котлу, т е. сохраняется с требуемой точностью заданВ установившемся режиме работы оборудования при неизменной температуре прямой сетевой воды, перед и за котлом после возмущения повышением температуры обратной сетевой воды происходит повышение температуры води к котлу и

":;47808

30

45 повышение температуры прямой сетевой воды.При этом по сигналу от датчика температуры 22 регулятор температуры 23 воздействует на клапан 24 в сторону открытия, а регулятор

13 температуры воды перед котлом по сигналу от датчика 12 воздействует на клапан

11 в сторону закрытия, Уменьшение расхода воды:через котел, связанное с открытием клапана 24 в линии перепуска сетевой воды по сигналу от датчика 17, компенсируется 10 воздействием регулятора постоянного расхода 18 на клапан 16 в сторону открытия.

Отклонение давления воды к котлу, вы:званные прикрытием регулирующих клапанов 24 и 11 под действием регуляторов температуры, направлены в противоположные стороны и могут компенсироваться; Если суммарные отклонения давления воды к котлу превышают зону нечувствительности регулятора давления 8, то по сигналу от дат- 20 чика 7 регулятор 8 воздействует на регулирующий клапан 6 в сторону компенсации возмущения.

В статике после окончания переходных процессов восстанавливаются исходные значения параметров.

Если при повышении температуры обратной сетевой воды, связанном с уменьшением нагрузки теплосети, увеличивается температура воды до и за котлом, то по сигналу от датчика 19 регулятор тепловой нагрузки 20 уменьшает с помощью клапана

21 подачу топлива в котел, При этом повышение температуры воды за котлом через промежуток времени, вызванный эапазды- 35 ванием изменения укаэанной температуры при возмущении топливом, замедляется, прекращается и пока температура воды перед.котлом превышает заданную, температура воды за котлом также выше заданного значения. Увеличение температуры прямой сетевой воды вследствие повышения температуры воды за котлом приводит к включениям регулятора 23 и перемещениям клапана 24 в сторону открытия. Отклонения расхода воды через котзл и давления воды к котлу компейсируются при этом аналогично описанному ранее. Температура воды перед котлом в результате уменьшения доли более нагретой воды начинает понижаться, 50 температура воды за котлом также снижается и в определенный момент вызывает включение регулятора 20 тепловой нагрузки котла на увеличение подачи топлива. В установившемся режиме температуры перед 55 котлом, эа котлом в сеть стабилизируются на новом уровне, превышающем задание, что требует корректировки задания регупя-: тору 20 на "Меньше" в соответствии с балансом подогревателя с котлом и сети;

Иэмеиение задания по температуре воды эа котлом регулятору 20 тепловой нагрузки котла производйтся с помощью эадатчика

29, а задание по температуре прямой сетевой воды устанавливается задатчиком 30, Понижение температуры обратной сетевой воды вызванное увеличением нагрузки теплосети, приводит к уменьшению температуры воды перед котлом и компенсируется воздействием регулятора 13 на клапан 11 в сторойу закрытия или (при сниженйи температуры воды перед котлом ниже предельно заданного значения) на клапан 5 в линии рециркуляции котла в сторону открытия. Регулирование температуры воды перед котлом при понижении температуры воды эа котлом осуществляется аналогично описанному, но.с противоположным знаком, По сравнению с прототипом предлагаемый способ автоматического регулирования позволяет повысить экономичность совместной работы водогрейного котла и подогревателя сетевой воды, а также повысить точность поддержания расхода сетевой воды. через подогреватель.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования температуры воды перед водогрейнйм котлом с линией рециркуляции подогретой воды и предвключенным подогревателем обратной сетевой воды, установленным на байпасной линии обратной сетевой воды, путем измерения температуры воды на входе в котел и по ее отклонению от заданного значения изменения подачи воды по линии рециркуляции установленным на последней регулирующим клапаном, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения экономичности работы котла при значении температуры воды перед котлом выше заданного предельного значения и закрытом регулирующем клапане на линии рециркуляции, температуру воды перед котлом регулируют подачей обратной сетевой воды с выхода сетевого насоса на вход в котел и дополни: тельно измеряют давление обратной сете вой воды до и после предвключенного подогревателя, определяют перепад последних и до момента достижения его величины заданного предельного значения,„, поддерживают заданное значение давления после предвключенного подогревателя, а с момента достижения заданного предельного значения перепада давлений поддерживают заданный перепад давлений изменением дросселирования участка линии обратной сетевой .воды, параллельного байпасной линии с установленным на ней подогревателем.

1747808

Составитель Л.Зотов

Редактор В.Фельдман Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревская

Заказ -.2489 Тираж " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета gaia изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101