ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ КОТЕЛЬНОЙ АВТОМАТИКИ.

РЕГУЛЯТОР СБРОСА ПАРА.

 

Поддерживает давление пара в котле, когда отбор пара становится меньше 10 – 15%. В этом случае котел работает с мин расходом топлива с допустимым распыливанием топлива. Паропроизводительность остается постоянной . излишки пара сбрасываются на конденсационную установку. Регулятор построен по схеме с КРС и СУКС.

РКС – регулирующий клапан сброса.

Система регулирования уровня в котле работает по комбинированному принципу.

На КРУ поступает сигнал по нагрузке от ДРП и сигнал отклонения уровня:

еНу = Нуз – Нду

Нду – вых сигнал датчика уровня.

ДУВ – датчик перепада давления.

В регуляторах давления пара и вязкости отсутствует СС РО. В них вых сигнал корректора поступает на ИМ. Усилитель встроен в контроллер.

ДДРП – датчик давления распыливающего пара

ДВТ – датчик вязкости топлива

ДДТ – датчик давления топлива

 

 

Применение таких регуляторов объясняются обстоятельствами:

1. пневматический ИМ развивает большие перестановочные усилия.

2. пневматический ИМ могут перемещать РО с переменной скоростью

3. пневматический элементы могут размещаться в пожаробезопасных помещениях.

Поэтому соединение электрических элементов позволяет формировать сложный алгоритм управления. Пневматический ИМ дает возможность получить системы с хорошими свойствами. Для перехода от электрических элементов к пневматическим применяются ЭПП:

- релейные РЭПП

- непрерывные НЭПП

Схема электропневматические регуляторы с РЭПП

 

 

ПУ – пневматический усилитель

Устанавливается если для питения РЭПП используется давление воздуха 1,2 бар. Для питания ПИМ используется давление питания 5 – 7 бар. В качестве ПИМ используются мембранные пневматические сервомоторы 2-ух видов:

1. односторонние с пружиной

2. 2-ух сторонние без пружины

 

Рис. 14.1 Односторонний сервомотор с пружиной.

Характеристика РЭПП :

 

 

 

РЭПП с 2-ух стронним ИМ:

 

Рис. 14.2 2-х сторонний сервомотор без пружины.

Для преобразования электрического сигнала давления воздуха используется электромагнитные или пьезоэлементы. Пьезо преобразователи – Пьезо актуаторы. При подаче на них напряжения изменяется их размер. Т.о открывается или закрывается пневматический клапан. Изменение размеров актуатора составляет доли милиметра.

Схема регулятора с НЭПП:

 

 

 

Характеристика НЭПП:

 

 

НЭПП имеет небольшую выходную мощность и формирует сигнал давления воздуха ПКУ по закону регулирования в КУ. Диапазон изменения в ПКУ 0,2 – 1 бар т.к. за пределами этого диапазона невозможно получить требуемую линейность характеристики.

Регуляторы без СС применяются в САР вспомогательных величин КУ (давления, вязкости топлива). В САР (давления пара) используются электропневматические регуляторы со СС (пневматические или электропневматические).

Функциональная схема регулятора с пневматической СС:

 

 

ЖОС – жесткая обратная связь Кос = 1

В этом случае Рос = М и ЖОС играет роль ДПИМ. В современных

 

 

электропневматические СС используется РЭПП:

 

 

Схема РЭПП с пьезоактуаторами:

 

 

К1, К2 – компараторы, сигналы поступают на клапаны

1. │Uкуп│˂Dн; Uк1 = 0; Uк2 = 0 Dн – зона нечувствительности

2. │Uкуп│≥ Dн; Uк1 = 1; Uк2 = 0

3. │Uкуп│ ≤ Dн; Uк1 = 0; Uк2 = 1

 

Схема с 2-ух сторонним ПИМ:

 

 

Регуляторы с пьезоактуаторами содержат релейный элемент с зоной нечувствительности. Они характеризуются:

1. Погрешность регулирования, определяется Dн

2. Скорость перемещения ИМ не регулируется

Для улучшения рабочих свойств электропневматических ПЭА применяют широтно импульсное управление подачи воздуха ПИМ.

 

 

Клапан подачи воздуха на ПИМ представлен в виде ключа. Ключ замкнут – клапан открыт. Для управления ключем используется ШИМ. ШИМ содержит генератор пилообразных сигналов.

 

 

Сигнал Uн на выходе ШИМ действует время Ти.

 

0, Uy≥Uг

Ти – длительность импульса

 

Давление воздуха также подается в течение времени Ти. В интервале Ти скорость перемещения ПИМ растет, в течение времени Тм – Ти - падает. Т.о. скорость перемещения ИМ определяется Uy.

Для данного случая перемещения ИМ можно описать

Тим * dM/dt = Uy

Т.е. скорость перемещения ПИМ – непрерывная =˃ вся система непрерывна, это улучшает качество работы. Зоны чувствительности можно уменьшить.

 

 

Микроконтроллер содержит программные модули:

1. КУП

2. Модули нечувствительности

3. ШИМ

Расчетная схема СС:

 

 

ШИМ и ПЭА ведут себя как непрерывный усилитель с коэффициентом усиления Ку