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 U_вх =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 U_вых, 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 Р_т, датчика давле­ния воздуха Р_в 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