Способ автоматического регулирования теплосети с водогрейным котлом Советский патент 1991 года по МПК F24H1/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике автоматизации водогрейных котлов и позволяет повысить точность регулирования параметров тепло- сети.

Цель изобретения - повышение точности регулирования параметров теплосети.

На чертеже представлена схема сие- темы, реализующей предлагаемый способ.

Система содержит водогрейный котел 1, имеющий сетевой 2 и рециркуляционный 3 насосы, регулятор 4 температуры прямой сетевой воды, связанный с датчиком 5 температуры воды в сеть регулирующим клапаном 6 в линии перепуска сетевой воды и задатчиком 7 температуры воды в сеть.

Датчик 8 температуры воды перед котлом 1 подключен к входу регулятора 9 температуры воды перед котлом, связанного с регулирующим клапаном 10 в линии рециркуляции воды к котлу. К входу регулятора 11 постоянного расхода воды через котел, связанного с регулирующим клапаном 12 в линии подачи воды от котла, подклю- чен датчик 13 расхода воды по перепаду с измерительной диафрагмы 14 по расходу воды через котел.

Датчик 15 температуры воды за котлом подключен к первому инвер- тирующему входу сумматора 16, выход которого через элемент 17 типа зоны нечувствительности подключен к входу регулятора 18 тепловой нагрузки котла, связанного с регулирующим клапа- ном 19 подачи топлива в котел. К двум другим входам регулятора 18 через аналого-релейный преобразователь 20 подключены выходы элемента 17 и сумматора 21, к входам которого под- ключены задатчик 22 давления прямой сетевой воды и датчик 23 давления воды в подающей линии сети.

Выходы задатчика 24 отношения рас- .

5

ходов воды в сеть и через котел и сумматора 25 подключены к входам блока 26 умножения, выход которого связан с первым входом сумматора 27, выход которого через переключатель 28 сигналов подключен к второму входу сумматора 16. Переключатель 28 соединен также с задатчиком 29 температуры воды за котлом. Входы сумматора 25 сое5

5

0

0

0

35 40 45

5

.

50

55

динены с задатчиком 7 температуры прямой- сетевой воды и датчиком 30 температуры обратной сетевой воды.

Система содержит также датчик 31 расхода воды в сеть, регулятор 32 давления обратной сетевой воды, свя- занный с регулирующим органом 33, установленным на линии подпитки теплосети .

Система работает следующим образом.

В установившемся режиме работы теплосети и котла их тепловые нагрузки равны и соответствуют заданным. Температура прямой и обратной сетевой воды, перед и за котлом, расход воды через котел постоянны. Регуляторы температуры воды перед котлом 9. температуры прямой сетевой воды 4, постоянного расхода через котел 11 сбалансированы. На входе сумматора 21 сигнал по давлению прямой сетевой воды от датчика 23 скомпенсирован сигналом задатчика 22 давления прямой сетевой воды.

Сигнал от датчика 15 температуры воды.за котлом скомпенсирован с заданной точностью на входе сумматора

16сигналом с выхода сумматора 27, представляющим собой расчетное значение температуры воды за котлом. Сигнал на выходе сумматора 16, представляющий собой отклонение температуры воды за котлом от расчетного значения не превышает, величины, равной половине зоны нечувствительности элемента

17типа зоны нечувствительности, и выходной сигнал элемента 17 на вход регулятора 18 отсутствует.

После возмущения увеличением температуры прямой сетевой воды регулятор 4 температуры по сигналу от датчика 5 температуры воздействует на регулирующий клапан 6 в линии перепуска сетевой воды в сторону открытия. Это приводит к уменьшению расхода воды через котел и вызывает по сигналу от датчика 13 расхода воздействие регулятора 11 постоянного расхода на регулирующий клапан 12 в линии подачи воды от котла. Увеличение расхода воды в сеть приводит к повышению давления прямой сетевой воды, что по сигналу от датчика 23 давления вызывает нарушение компенсации сигналов на входе сумматора 21, появление сигнала отклонения давления от заданного на выходе сумматора 21. Данный

сигнал через аналоги-релейный преобразователь 20 поступает на первый вход регулятора 18 тепловой нагрузки котла и вызывает воздействие его на регулирующий клапан 19. Температура воды в сеть продолжает уменьшаться, что вызывает воздействие регулятора температуры на клапан 6 в сторону ег закрытия. При этом давление прямой сетевой воды понижается до исходного значения, а температура ее увеличивается, устанавливаясь после окончания переходного процесса на заданном уровне. Аналогично, но с противоположным знаком, происходит регулирование параметров сети и котла при возмущении уменьшением температуры воды в сеть„

Таким образом, поддержание постоянного давления прямой сетевой воды путем коррекции задания регулятору 18 тепловой нагрузки котла по температуре воды за котлом при незначительных ее отклонениях от расчетного значения позволяет компенсировать возмущения по температуре и давлению воды в теплосеть.

Если уменьшение температуры воды за котлом от расчетного значения превышает величину, равную половине зоны нечувствительности элемента 17, происходит переключение аналоге- релейного преобразователя 20. При этом сигнал по отклонению давления прямой сетевой воды отключается от входа регулятора 18 тепловой нагрузк а сигнал по отклонению температуры воды от расчетного значения с выхода элемента 17 поступает на второй вход регулятора 18 тепловой нагрузки котла, вызывая воздействие его на регулирующий клапан 19 в сторону открытия. Ввиду различия динамических свойств сигналов по давлению и температуре воды за котлом и с целью сохранения требуемого качества работы регулятора 18 при переходе с регулирования одного параметра на другой вводится с помощью аналого-ре- лейного преобразователя 20 автоподстройка регулятора 18 тепловой нагрузки котла.

В установившемся режиме после окончания переходного процесса отклонение температуры воды за котлом в сторону понижения ее уменьшается до величины, равной или меньшей половины зоны нечувствительности элемента 17, что .п иводит к переключению аналого-релейного преобразователя 20, откпючению сигнала по отклонению температуры воды и подключению сигнала по отклонению давления на вход регулятора 18.

В. установившемся режиме при неизменной температуре прямой сетевой

Ю воды и за котлом после возмущения

повышением температуры обратной сетевой воды по сигналу от датчика 5 температуры регулятор 4 температуры воздействует на регулирующий клапан

15 6 в сторону открытия - устранения возмущения. При этом уменьшается расход воды через котел, что вызыва- вает воздействие регулятора 11 постоянного расхода на клапан 12 в сто20 рону открытия, и увеличивается темпе - ратура воды перед котлом, что по сигналу от датчика 8 температуры вызывает воздействие регулятора 9 на клапан 10 в линии рециркуляции в сторо25 ну закрытия. Одновременно повышается давление прямой сетевой воды, что по сигналу от датчика 23 давления вызывает нарушение компенсации сигна- лов на входе сумматора 21, появлению

30 сигнала с выхода сумматора 21 на вход регулятора 18 через аналого-релей- нмй преобразователь 20 и воздействие регулятора 18 тепловой нагрузки котла на регулирующий клапан 19 по-1

35 дачи топлива в сторону закрытия.

Уменьшение нагрузки котла приводит к понижению температуры за котлом, что вызывает по сигналу от датчика 15 температуры появление на

40 выходе сумматора 16 сигнала отклонения от расчетной температуры воды за котлом. Одновременно по сигналу от датчика 30 температуры обратной сетевой воды нарушается компенсация сиг45 налов на входе сумматора 25, что приводит к появлению сигнала разности заданного значения прямой сетевой воды и фактической температуры обратной сетевой воды на выходе сумма0 тора 25.

Данный сигнал после умножения в блоке 26 умножения на постоянный множитель, определяемый положением за- датчика 24 отношения расходов воды в 5 сеть и через котел, вызывает уменьшение сигнала по расчетной температуре воды за котлом на выходе сумматора 27 и нарушении компенсации сигналов на входе сумматора 16. Это приводит к

появлению сигнала разности фактичес кой и расчетной температуры воды за котлом, формируемой на выходе сумматора 16. Если данный сигнал превышает величину, равную половине зоны нечувствительности элемента 17, происходит переключение аналого-релейного пре- , образователя 20, отключение от регулятора 18 сигнала по давлению прямой сетевой воды и подключение сигнала небаланса по температуре воды за котлом. Регулятор 18 воздействует на регулирующий клапан 19 в сторону

тора 25, пропорциональный разности сигналов задатчика 7 и сигнала датчика 30 температуры обратной сетевой i | воды, после умножения в блоке 26 умножения на постоянный множитель, определяемый положением задатчика 24 отношения расходов воды в сеть и через котел, вызывает увеличение сигнала по расчетной температуре воды за котлом на выходе сумматора 27 и нарушение компенсации сигналов на входе сумматора 16. Это приводит к появлению сигнала разности фактичес

Изобретение относится к теплоэнергетике автоматизации водогрейных котлов и позволяет повысить точность регулирования параметров теплосети. При значительных изменениях расхода воды в сеть необходимо корректировать заднние с помощью задатчика 24. При этом изменяется коэффициент передачи сигнала по расчетной температуре воды за котлом и тепловая нагрузка котла приближается к новому значению, требуемому по условию баланса сети и котла. Изменение задания по температуре прямой сетевой воды осуществляют с помощью задатчика 7. При этом нарушается компенсация сигналов на входе регулятора 4 и сумматора 25. Регулятор 4 воздействует на клапан 6, изменяя расход до тех пор, пока изменения сигнала датчика 5 по температуря прямой сетевой воды не скомпенсиру- ется сигналом задания. Возникающие при этом отклонения расходов воды через котел и контур рециркуляции компенсируются регуляторами 11 и 9. В дальнейшем регулятор 18 компенсирует отклонения давления прямой сетевой воды, что обеспечивает стабилизацию давления и температуры прямой сетевой воды. При необходимости вместо расчетной температуры воды за котлом формируется автоматически указанным способом задание по температуре воды за котлом через переключатель сигналов 28 можно задавать вручную с помощью эадатчика 29 1 ил. 5S о го со

уменьшения подачи топлива до тех пор, кой и расчетной температуры за котлом, формируемого сумматором 16, и

пока уменьшение сигнала от датчика 15 температуры воды за котлом не скомпенсируется сигналом по расчетной температуре воды за котлом.

при превышении им величины, равной половине зоны нечувствительности эле мента 17, приводит к появлению данно

При значительных изменениях расхо- 2Q го сигнала с выхода элемента 17 на

да воды в сеть, т.е. грубом нарушении отношения расходов воды в сеть и через котел, когда регулирование тепловой нагрузки котла производится .по отклонению температуры воды за котлом от расчетной, а давление прямой сетевой воды отличается от заданного значения, необходимо корректировать задание по отношению расходов воды в сеть и через котел с помощью задатчика 24. При этом за счет умножения сигнала по разности заданной температуры прямой сетевой воды и обратной, формируемой с помощью сумматора 25 на постоянный множитель, задаваемый с помощью задатчика 24, в блоке 26 умножения изменяется коэффициент передачи сигнала по расчетной температуре воды за котлом, что позволяет в достаточно быстром темпе привести тепловую s нагрузку котла к новому значению , требуемому по условию баланса сети и котла, и обеспечить заданное значение давления прямой сетевой воды.

I

При необходимости увеличения температуры прямой сетевой воды воздействуют на задатчик 7. Вследствие этого нарушается компенсация сигналов на входе регулятора 4 температуры прямой сетевой воды и сумматора 25. Регулятор 4 воздействует на клапан 6, уменьшая расход воды через линию перепуска сетевой воды до тех пор, пока увеличение сигнала датчика 5 температуры прямой сетевой воды не скомпенсируется увеличением сигналов задатчика 7. Выходной сигнал сумма25

30

35

40

45

50

55

вход регулятора 13 тепловой нагруз котла, переключению аналого-релейного преобразователя 20.

Регулятор 18 воздействует на регулирующий клапан 19 подачи топлива в котел до тех пор, пока увеличение сигнала от датчика 15 температуры в ды за котлом не скомпенсируется си налом по расчетной температуре воды за котлом. После окончания переход ных процессов сигнал по отклонению фактической температуры воды за кот лом от расчетной уменьшается до за данного значения, что приводит к пе реключению аналого-релейного преобразователя 20 и подключению к рег лятору 18 сигнала по отклонению да ления прямой сетевой воды от заданн го, т.е. стабилизации температуры пр мой сетевой воды и давления ее в со ответствии с заданием.

При необходимости вместо расчетн температуры воды за котлом, формируемой с помощью блока 26 умножения и сумматоров 25 и 27, можно задание по температуре воды за котлом через переключатель сигналов 28 формировать с помощью ручного задатчика 29. В этом случае требуемый уровень температуры воды за котлом при нарушении равенств тепловых балансов сети и котла определяется по номограмме их режимов и задается оператором вручную.

Формула изобретени

Способ автоматического регулиров ния теплосети с водогрейным котлом

при превышении им величины, равной половине зоны нечувствительности элемента 17, приводит к появлению данноQ го сигнала с выхода элемента 17 на

5

0

5

0

5

0

5

вход регулятора 13 тепловой нагрузки котла, переключению аналого-релейного преобразователя 20.

Регулятор 18 воздействует на регулирующий клапан 19 подачи топлива в котел до тех пор, пока увеличение сигнала от датчика 15 температуры воды за котлом не скомпенсируется сигналом по расчетной температуре воды за котлом. После окончания переходных процессов сигнал по отклонению фактической температуры воды за кот- лом от расчетной уменьшается до заданного значения, что приводит к переключению аналого-релейного преобразователя 20 и подключению к регулятору 18 сигнала по отклонению давления прямой сетевой воды от заданного, т.е. стабилизации температуры прямой сетевой воды и давления ее в соответствии с заданием.

При необходимости вместо расчетной температуры воды за котлом, формируемой с помощью блока 26 умножения и сумматоров 25 и 27, можно задание по температуре воды за котлом через переключатель сигналов 28 формировать с помощью ручного задатчика 29. В этом случае требуемый уровень температуры воды за котлом при нарушении равенств тепловых балансов сети и котла определяется по номограмме их режимов и задается оператором вручную.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования теплосети с водогрейным котлом

9 162970410

путем стабилизации температуры воды,цию расхода воды через котел с по- подаваемой в сеть, изменением рас-мощью клапана, установленного за кот- хода воды в линии перепуска, темпералом, а нагрузку котла корректируют туры воды перед котлом - изменением, по отклонению давления от заданного расхода воды в линии рециркуляциизначения и температуры воды за кот- котла, тепловой нагрузки котла - из -лом от расчетного значения, при этом менением подачи в него топлива, о т-расчетное значение определяют по за- л и ч а ю щ и и с я тем, что, сданным значениям температуры воды, целью повышения точности регулирова-JQ подаваемой в сеть, и отношению рас- ния, измеряют давление воды, подавае-ходов воды в сеть и через котел и мой в сеть, температуру воды за кот-текущим значениям температуры воды лом, температуру обратной воды, рас-перед котлом и температуры обрат- Ход воды в сеть и через котел и до-ной сетевой воды, полнительно осуществляют стабилиза-75