Automatizarea cazanelor de abur cu tambur

Privit sistemic, cazanul este un obiect multivariabilpe intrare si iesire, diversele corelatii dintre aceste marimi evidentiindu-se din punct de vedere dinamic in special prin metode de identificare experimentala si adesea si analitice .

1) Reglarea automata a procesului de ardere

Producerea aburului de catre cazan se face pe baza arderii in focar a unei cantitati de combustibil in prezenta unei cantiatti de aer.In reglarea procesului de ardere intervin ca marimi de iesire :presiunea aburului, raportul aer-combustibilsi depresiunea in cazan.Ca marimi suplimentare mai pot interveni D , B si presiunea din tambur p.

Semnalul de comanda elaborat de regulator pe baza masurarii presiunii aburului,se mai numeste semna de intensitate a focului Xp.

In schema de legatura cazan-turbina cu conducta colectoare perturbatia externa reprezentata prin debitul de abur consumat de turbine trebuie repartizata in mod corespunzator pe cazanele aflate in functiune .Dar aceste cazane functioneaza in paralele la iesire perturbatia de debit va trebui sa fie repartizata conform gradului de statism si presiunii pe conducta colectoare un raport cu perturbatia de debit.Acest lucru se realizeaza de un regulator principal RP care elaboreaza Xp de incarcare pentru regulatoarele de sarcina termica RST ale fiecarui cazam si care va trebui sa aiba o comportare dupa o lege cu caracter proportional.Perturbatiile interne se rezolva de catre fiecare RST in parte , acestea vor trebui sa contina o componenta integrala in legea de comanda.Regulatoarele RST primesc pe langa semnalul de Xp si un semnal suplimentar numit semnal de caldura egal cu suma debitului de abur propriu al cazanului D1 si derivatei presiunii in tambur..Utilizarea semnalului de caldura are avantajul ca tien cont atat de cantitatea cat si de calitatea combustibilului introdus in focar dar prezinta dezavantajul obtinerii mai dificile a lui si influentarii de catre perturbatiile externe.

In cazul schemei bloc cazan -turbina schema de reglare este la fel cu cea de la schema cu conducta colectoare dar aici perturbatiile externe se pot prelua printr-un semnal reprezentativ pentru sarcina ceruta de consumator , cum ar fi debitul de abur cerut de turbina , presiunea aburului dupa roata Curtis sau presiunea uleiului din circuitul de actionare a ventilelor de reglare a turbinei.

Controlul arderii se poate face prin doua metode:

-indirect prin pastrare unui raport constant A/B sau A/D dar nu poate asigura un exces de aer constant la variatii mari de sarcina:

-direct prin mentinerea constanta a continutului de oxigen in gazele de ardere.

In schema principiala de functionala de reglare la un cazan functionand cu conducta colectoare cu turbina se constata ca RST este un regulator de urmarire din punct de vedere al presiunii si un regulator de stabilizare pentru perturbatiile interne cantitative.RP realizeaza o dependenta statica a lui p in cu sarcina in timp ce RST are comportare astatica. Tot o comportare statica PI sau PID are regulatorul de aer RA sau cel de gaze RD .

2)Reglarea nivelului apei in tambur

SRA a alimentariii au apa a cazanului de abur e destinat mentinerii intre limitele prescrise a nivelului apei .Acest lucru e impus de motive tehnice si de siguranta in exploatarea cazanului si a turbinei..Perturbatiiile principale sunt legate de debitul de apa W si de abur D Comportarea dinamica a tamburului e influentata nu numai de dimensiunile constructive ale acestuia si valoarea impusa nivelului dar si de asa numitul fenomen de umflare a nivelului si de lipsa proprietatilor de autoreglare .

Daca la cazanele cu tambur mare si presiuen medie se mai poate utiliza pentru reglarea nivelului shema cu unul sau doua semnale de masura , la cazanele moderne cu timpi de golire foarte mici si la care fenomenul de umflare a nivelului este pronuntat sunt necesare scheme de reglare cu trei semnale de reglare.

In schema principiala si functionala a reglarii in cascada a nivelului se asigura o comportare astatica a acestuia in raport cu D.

Ca marime de executie se ia debitul de apa de alimetare ce poate fi modificat fie prin ventil de reglare fie prin turatia pompelor de alimentare.Modificarea lui W prin schimbarea turatiei pompei de alimentare se poate realiza in doua moduri :

-o prima modalitate este de modificare a debitului prin ventil de reglare si suplimentar treuie sa se prevada un circuit care sa mentina constanta caderea de presiune pe acest ventilactionand asupra pompei prin cupla hidraulica a acesteia.

-o a doua modalitate consta in comanda directa a cuplei hidraulice dintre pompa si motorul de antrenare .

3) Reglarea temperaturii aburului supraincalzit

Temperatura aburului supraincalzit trebuie mentinuta intre anumite limite bine precizate atat din considerente energetice cat si din considerente legate de solicitarile mecanice si termice ale tevilor supraincalzitorului.

Se pot folosi doua metode pentru reglarea temperaturii:

-metode indirecte ,schimbare unghiului de inclinare al arzatorului , recircularea gazelor de ardere:

-metode directe,injectia de apa sau condensat in abur ,racitoare de abur in suprafata.

Cel mai folosit este procedeul cu injectia de abur sau condensat , se remarca procedeul de reglare in cascada prin regulator RT    functionand ca regulator corector iar al doilea RT2 ca regulator stabilizator.Se asigura astfel o rejectie a perturbatiilor interne datorate agentului de racire sau care se transmit de la trapta de supraincalzire anteriara.