Регулирование питания барабанного котла водой.

Показателем соответствия материального баланса между паром и водой служит уровень в барабане, который должен поддерживаться с точностью ±100 мм. Чрезмерное снижение уровня может привести к пережогу, чрезмерное повышение уровня может привести к забросу воды в турбину, заносу на пароперегревателя солями.

Отклонение уровня воды в барабане от среднего значения характеризует наличие небаланса между притоком питательной воды и расходом пара. Оно происходит также вследствие изменения содержания пара в паропроводящей смеси подъемных труб за счет колебаний давления пара в барабане или изменений тепловосприятия испарительных поверхностей нагрева. Изменение уровня под действием небаланса определяется из соотношения:

, (*)

где F – площадь зеркала испарения, м²;

ρ_в, ρ_п – плотнсть воды и насыщенного пара, кг/м³;

D_пп, D_пв – расход пара и воды, кг/с.

Приняв: , , Н_б = у

и перейдя к безразмерным величинам, после интегрирования (*) получим,

.

Следовательно, по динамическим свойствам канал, «небаланс расхода воды и пара – уровень воды в барабане» является интегрирующим звеном.

Из уравнения (*) можно определить время прохождения уровня от минимального до максимального допустимо значение при ступенчатом возмущении небалансом.

,

Кривая переходного процесса по уровню в барабане при возмущении расходом питательной воды для котла с производительностью 420 т/ч приведена на рис. 6-2а.

а) б)

Рис. 6.2

Динамика этого же участка при возмущении расходом пара показана на рис. 6-2б. Выпуклость начального участка кривой разгона при возмущении нагрузкой объясняется снижением давления пара; в свою очередь это приведет к увеличению паросодержания в подъемных трубах циркуляционного контура и временному росту уровня. Описанное явление носит название «набухания» или «вспучивания». Автоматический регулятор должен обеспечить постоянство среднего значения уровня независимо от нагрузки котла и других возмущающих воздействий. В переходных режимах изменение уровня протекает довольно быстро. Задачу поддержания соотношения расхода питательной воды и пара выполняет трех импульсный регулятор , представленный на рис. 6-3.

1 – барабан; 2 – экономайзер; 3 – регулятор уровня; 4 – регулирующий орган

Рис. 6-3

Регулятор 3 перемещает клапан при появлении сигнала небаланса между расходами питательной воды и пара . Помимо того, он воздействует на положение питательного клапана при отклонениях уровня от заданного значения. Данная схема имеет широкое применение на крупных барабанных паровых котлах.