ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Узел регулирования температуры в печи из "Сжигание жидкого топлива в промышленных установках Изд.2" Узел регулирования температуры служит для автоматического поддержания температуры в печи в соответствии с заданным графиком нагрева. Узел выполняют по схеме термочувствительный элемент — регулятор — исполнительный механизм, воздействующий на регулирующий орган на мазутопроводе. [c.274] Для некоторых печей периодического действия, например термических с выдвижным подом, характерен нагрев садки с переменной скоростью. Такой график нагрева требует установки в схеме программных задатчиков. Эти задатчики подключают к регулятору температуры, в котором сравниваются импульсы от термочувствительного элемента (фактическая температура) и от задатчика (заданная температура) в зависимости от знака разности этих импульсов осуществляется выдача импульса на исполнительный механизм. Однако в большинстве случаев, например в непрерывно действующих печах (методических, кольцевых и др.), температура в каждой из зон поддерживается на постоянном уровне, и установка программных задатчиков не нужна. [c.274] В качестве термочувствительного элемента в схемах регулирования температуры на печах, отапливаемых мазутом, чаще всего используют термопары. Важным является вопрос выбора места установки термопар в мазутной печи, так как в связи с высокой излучательной способностью мазутного факела возможно возникновение больших температурных перепадов в садке и даже пережог отдельных частей поверхности садки. Поэтому необходимо добиться такого распределения термопар, которое могло бы обеспечить контроль температуры в непосредственной близости от нагреваемых изделий и которое способствовало бы равномерному нагреву изделий в рабочей камере печи. Вопрос выбора места установки термопар особенно важен для мазутных, термических печей периодического действия. [c.274] Кроме того, предусмотрена установка трех контрольных термопар, позволяющих замерять температуры б непосредственной близости от нагреваемых изделий. Термопары, осуществляющие контроль температуры в различных точках рабочего пространства печи, работают с многоточечными регистрирующими потенциометрами ЭПП-09, ПС1-08 и др. [c.275] В системе автоматического регулирования, изображенной на рис. 163, температура сводовой зоны измеряется и регулируется лишь в одной точке, однако подача мазута по форсункам регулируется по температурам в зонах, расположенных около топок печи. [c.275] В системе автоматического регулирования, разработанной на Ижорском машиностроительном заводе, сводовая зона также представлена одним термочувствительным элементом, связанным с регулятором, управляющим подачей топлива на всю печь. Однако в каждой топке установлена термопара, периодически подключаемая к двухпозиционному регулирующему потенциометру, снабженному обегающим устройством. Таким образом, указанная схема обеспечивает регулирование температуры не только под сводом, но и в топках. [c.275] Промышленность выпускает регуляторы температуры с различными законами регулирования астатические, пропорциональные, изодромные, релейные и импульсные. [c.275] Выбор регулятора температуры для автоматизируемой печи основан на знании ее свойств. В качественном отношении печь как объект регулирования температуры характеризуется постоянством передаточного коэффициента объекта, который представляет собой отношение приращения температуры в печи к вызвавшему это приращение изменению подачи мазута, а также величиной и местом приложения возмущающих воздействий. В количественном отношении печь как объект регулирования температуры характеризуется значениями передаточного коэффициента, временем запаздывания и постоянной времени. Все эти данные могут быть получены при рассмотрении технологических особенностей работы печи и ее статических и динамических характеристик. [c.275] Динамические характеристики, представляющие собой изме-менение во времени температуры в печи (кривые разгона), при единичном возмущении, например при изменении расхода мазута, позволяют установить величины запаздывания т и постоянной времени (Г). Зная отношение т/Г, на основании существующих рекомендаций [57] можно выбрать регулятор температуры при г/г 0,2 — релейный регулятор, при т/7 1,0 —изодромный регулятор и при т/Г 1,0 — импульсный регулятор. [c.275] Следует учитывать, что на печах, отапливаемых мазутом, расположение регулировочных клапанов далеко от форсунок может вызвать увеличение запаздывания и поэтому сделает невозможным использование релейных или даже изодромных регуляторов 1161]. Поэтому при автоматизации установок, работающих на мазуте, регулировочные краны следует размещать на мазутопровода непосредственно около форсунок. [c.276] Для полного анализа работы различных регуляторов температуры необходимо рассмотреть статические характеристики печи, представляющие собой зависимость температуры в рабочей камере от нагрузки (расхода мазута) в различные периоды нагрева садки. Эти характеристики дают возможность выявить величину и пределы изменения передаточного коэффициента объекта регулирования. Значительное изменение передаточного коэффициента за цикл нагрева приводит к ухудшению качества регулирования колебаниям регулируемого параметра с большой амплитудой и смещению уровня регулируемой величины. [c.276] Например, на мазутных термических печах с выдвижным подом передаточный коэффициент за время выдержки металла при 900° С меняется в 6—7 раз. Применение в этих условиях пропорциональных регуляторов, которые обеспечивают автоматическое перемещение регулирующего органа, пропорциональное величине отклонения регулируемого параметра (температуры), приводит к смещению уровня регулируемой величины ( остаточной неравномерности ) на 30—40 град, и более [113, 161], что недопустимо по технологическим условиям. [c.276] При использовании астатического регулятора температуры регулирующий орган перемещается со скоростью, пропорциональной отклонению температуры, и тем самым обеспечивается регулирование без остаточной неравномерности. Однако при установке астатического регулятора температуры необходимо учитывать максимальное отклонение регулируемой величины под действием возмущения и время регулирования, так как подобный регулятор характеризуется медленным действием. [c.276] Поэтому астатический регулятор можно применять на печах, допускающих большое время регулирования, величина которого в 10—12 раз превышает время полного запаздывания [91]. На небольших мазутных нагревательных печах, где, например, загрузку и выгрузку заготовок часто осуществляют через каждые 3— 5 мин, время запаздывания равно 15—45 сек, т. е. может возникнуть положение, при котором время компенсации возмущения превысит период между возникающими возмущениями, а процесс регулирования перейдет в область колебаний с недопустимо большой амплитудой. [c.276] ГО регуляторов, наиболее часто используют для регулирования температуры промышленных установок, работающих на жидком топливе. Однако во многих случаях этот регулятор не в состоянии обеспечить удовлетворительный процесс регулирования. Например, при изменении в широких пределах передаточного коэффициента объекта регулирования, которое характерно для мазутных термических печей периодического действия, с помощью изодромного регулятора не удается получить желательный апе-)иодический переходный процесс во все периоды работы печи 58, 71]. [c.277] В этих случаях требуется или установка самонастраивающихся регуляторов [60], или изменение настройки изодромных регуляторов вручную по мере прогрева садки. Другой случай, при котором применение изодромного регулятора нецелесообразно,— наличие частых и резких возмущающих воздействий на температурный режим печи. [c.277] При подобных возмущающих воздействиях наилучшие результаты дает применение двухпозиционного регулятора, обеспечивающего в этих условиях в полтора раза меньшие по сравнению с изодромным регулятором максимальные отклонения регулируемого параметра. Это объясняется тем, что в момент перехода температуры через заданное значение двухпозиционный регулятор мгновенно производит максимальное регулирующее воздействие, в то время как изодромный регулятор изменяет величину подачи топлива пропорционально отклонению от заданной тем-тературы. [c.277] Однако двухпозиционный регулятор обеспечивает регулирование температуры с непрерывным колебанием ее вокруг заданного значения, поэтому при установке подобного регулятора необходимо проверить допустимость для автоматизируемого объекта амплитуды и периода колебаний температуры, которые могут возникнуть при двухпозиционном регулировании. Большой период колебаний может привести к недопустимому отклонению температуры нагреваемых изделий, малый — к большой частоте включений исполнительного устройства и подгоранию соответствующих контактов. [c.277] Преимуществом двухпозиционного регулирования по сравнению с любым непрерывным является возможность использования на автоматизированных печах мазутных форсунок, обладающих узким диапазоном регулирования производительности, например форсунок низкого давления. При двухпозиционном регулировании форсунки работают всегда на одном режиме, а изменение нагрузки происходит при уменьшении или увеличении периодов выключения или включения форсунок. [c.277] На рис. 139 представлены приближенные графики изменения подачи мазута при регулировании температуры на нагревательной печи с использованием регуляторов с различным характером регулирующего воздействия. Анализируя графики, можно сделать вывод, что пропорциональное снижение расхода мазута всеми форсунками в пределах 1 4 может привести при использовании форсунок с узким диапазоном регулирования производительности (менее 1 4) к неудовлетворительному распылению ма зута и сжиганию его не в факеле, а на поверхности нагреваемых изделий и стен печи. Двухпозиционное регулирование устраняет эту возможность. [c.278] Вернуться к основной статье