Магистерская диссертация тема работы Моделирование системы регулирования парокотельной установки в среде matlab

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ

2.1. Котельная установка как объект автоматизации
Котельная установка представляет собой сложный взаимосвязанный объект. Функциональная схема установки приведена на рисунке 2.1.1. Уровень автоматизации, представленный на рисунке, соответствует базовому уровню. Все незадействованные в этой модели параметры установки не показаны.

Рисунок 2.1.1 - Функциональная схема автоматизации котельной установки
Общие сведения
Давление пара в барабане котла контролируется датчиком (поз. PICAS
01).
Природный газ, как топливо, в топку кола подаётся под небольшим избыточным давлением. Давление непосредственно перед топкой контролируется датчиком (поз. PICAS 02), подача газа регулируется клапаном с электрическим приводом V1.
Воздух в топку котла по воздуховоду нагнетается дутьевым вентилятором. Давление непосредственно перед топкой контролируется датчиком (поз. PICAS 03), регулируется подача шибером с электрическим приводом V2.
Разрежение в топке котла контролируется датчиком (поз. PICAS 04), регулируется шибером с электрическим приводом V3.
Уровень воды в барабане котла контролируется датчиком (поз. LICAS 10), регулируется подачей питательной воды через клапан с электрическим приводом V4.
В качестве электрического привода (исполнительного механизма - ИМ) во всех случаях используются МЭО – механизмы электрические однооборотные, обеспечивающие перемещение регулирующего органа из положения открыто в положение закрыто, и обратно за один оборот ИМ.
В таблице 2.1 приведена справочная информация об измеряемых параметрах, уставках сигнализации и защиты парокотельной установки ДКВР-10-3 №2, находящейся в эксплуатации компании ООО «Тепло Плюс» посёлка Самусь, Томской области.
Таблица 3 - Уставки сигнализации и защиты парокотельной установки

№	Наименование параметра	Поз. обозначени е	Шкала	Единицы измерени я	Уставка сигнализац ии	Уставка защиты
1	Давление пара в барабане котла	PICAS 01	0…16	кгс/см^2	>11	>12
2	Давление газа перед горелкой	PICAS 02	0…600	кгс/м^2	<26	<10
3	Давление воздуха	PICAS 03	0…160	кгс/м^2	<2,0	<1,0
3	Разрежение	PICAS 04	-125…125	кгс/м^2	> -20,0	>-25,0
№	Наименование параметра	Поз. обозначени е	Шкала	Единицы измерени я	Уставка сигнализац ии	Уставка защиты
	в топке котла
4	Уровень в барабане котла	LICAS 10	-315…315	мм	< -252 > 378	Отключен ие по электрода м ДДУ*

* - дискретный датчик уровня
Рассмотрим работу системы автоматизации. Предположим, что все параметры установки установились и соответствуют технологическим нормам.
В какой-то момент произошло увеличение нагрузки на теплосистему, выразившееся в увеличении расхода тепловой воды, что сказалось на увеличении расхода пара (поз. PICAS 01). Увеличение расхода пара приводит к снижению его давления, что является причиной «набухания уровня» воды в барабане (процесс усиленного выделения газа) и требующее немедленной реакции регулятора уровня, который прикрывает клапан V4 на подаче питательной воды в котёл.
Для устранения возмущения, вызванного увеличением нагрузки, необходимо увеличить подачу газа через клапан V1, что позволит ускорить нагрев и компенсировать потерю давления пара. Изменение давления газа, подаваемого в топку котла (поз. PICAS 02) приведет к изменению режима оптимального горения, который определяется соотношением «газ-воздух».
Для этого по давлению газа (поз. PICAS 02) происходит коррекция давления воздуха (поз. PICAS 03), изменением управляющего воздействия на шиберную заслонку V2, установленную на воздуховоде в топку котла. Коррекция давления воздуха выполняется по кривой соотношения «газвоздух», которая является оригинальной для каждой котельной установки (см. п. 2.2).
Изменение объёмов сжигаемого топлива приводит к увеличению дымовых газов и, как следствие, изменению разрежения (поз. PICAS 04) в топке котла. Компенсация изменения разрежения выполняется изменением управляющего воздействия на шибер V3, установленный на воздуховоде дымовых газов из топки котла.