2) 连续给水自动控制系统
随着锅炉蒸发量的提高气特别采用除氧器等设备以后 , 采用位式自动给水 , 水泵频繁启、停 , 锅筒水位变化仍是较大。其一 , 锅炉水位的波动大 , 偏高 , 会导致蒸汽带水 , 降低蒸 汽的品质。其二 , 影响除氧器的正常工作 , 使除氧器不能保 持在最佳除氧效果下工作。采用连续给水后 , 就可以克服位式给水存在的缺点。
这样 , 浮球电感式传感器被广泛采用 , 它由浮球电感传感器、控制器、电动调节阀三部分组成一个调节系统。其作 用原理是浮球位移一电感信号一电量信号一控制器产生开、 停、关三位开关信号 , 自动操作给水调节阀开度 , 以保持给 水量满足负荷需要 , 使锅筒水位保持在 10~15mm 范围内 ? 而水泵可连续不断的工作 , 其原理见图 4-46 。
调节阀的阀杆中装设一个与传感器线圈同样特性的线圈称为阀位反馈线圈。当传感器的液位线圈和反馈线圈经放大后的自感电压信号相等时 , 执行器停止工作 , 调节阀稳定于 某一开度。当锅炉水位变化时 , 破坏两个线圈之间的平衡 , 调节阀就向着两线圈的电压趋于平衡的方向移动 , 直到两线圈中的电压达到新的平衡 , 阀就稳定在这一位置上。
这种调节称作连续比例调节。这样水位不断跟随水位变化而变化 , 使得给水量不断与蒸发量相平衡 , 锅炉水位可以保持在一定范围之内。
采用这种装置组成的系统又可分为两类 : 节流调节和逆流调节。
1) 节流调节
节流调节 , 见图 4-47, 控制系统把调节阀装在锅炉进水管道上 , 当锅炉水位上升时 , 调节阀逐渐关小 , 而减少锅炉 的进水量 ; 反之 , 调节阀则逐渐开大而增加给水量 , 这样便 使给水量与蒸发量相对趋于平衡 , 使水位基本控制在一定的微小变化范围。
2) 逆流调节
递流调节见图 4-48, 是节流调节的逆作用。它把调节阀安装在回水管路上 , 锅炉水位上升 , 把调节阀渐渐开大 , 使 给水泵输出的一部分水回流到水箱 , 从而减少锅炉的给水量。反之 , 当锅炉水位下降时 , 调节阀渐渐关小 , 旁路流量减小 , 进入锅炉水量增大。
2. 双冲量给水控制系统
双冲量给水控制系统以锅筒水位和蒸汽流量这两个冲量 为被调参数 , 来调节给水调节阀的开度。由于蒸汽流量的变化早于水位的变化 , 因此这种控制系统的调节功能比较好 , 可 以减少水位的波动。该系统的原理如图 4-49 所示。
3. 三冲量给水控制系统
这种系统以锅筒水位、蒸汽流量和给水流量为冲量来调节给水调节阀的开度 , 维持水位的稳定 , 这一系统的原理如 图 4-50 所示。三个冲量中锅筒水位是主参数 , 给水流量是反馈信号 , 蒸汽流量是前馈信号。三冲量给水控制较前两种给水控制稳定得多 , 能满足负荷多变、给水压力波动频繁等复 杂的情况 , 改善了扰动下的控制品质。
( 二 ) 燃烧调节的自动控制 燃烧的自动调节就是在控制锅炉出口的蒸汽压力 ( 热水 温度或室外温度、室内温度 ) 为一定值的前提下 , 调节燃料
用量。为了达到合理的燃烧 , 还必须对燃烧的品质加以控制 , 即可根据锅炉排出的烟气含氧量来控制通风系统 , 调节通风 量 , 以保持适量的空气过剩系数 , 减少锅炉的热损失。因此 , 一个完整的燃料调节 , 实际上包括锅炉蒸汽压力 ( 热水温度 或室外温度、室内温度 ) 的调节、燃烧设备燃烧量调节、空气量的调节、炉膛压力的调节和鼓、引风机的控制。
1. 燃煤锅炉燃烧调节的自动控制
燃煤锅炉的压力位式控制原理如图 4-51 所示。锅炉蒸汽
压力由电接点压力表或其他压力控制器转换为开关信号 , 控 制燃烧系统鼓、引风机、炉排按照程序进行启停工作 , 以达 到控制压力的目的。当压力高于上限整定值时 , 压力控制器 送出一开关信号 , 通过控制系统使鼓风机、炉排等停止运行。经过一定时间延时之后停止引风机运行 , 使锅炉蒸汽压力下降。当压力下降到低于下限整定值时 , 压力控制器又送出另 一开关信号 , 通过控制系统使引风机首先启动。经过一定延 时之后 , 再启动鼓风机和炉排运行 , 使燃烧系统恢复工作 , 锅 炉压力重新上升。这样就可使蒸汽压力保持在一个预定的范围之内变化。
压力的位式调节还可以采取控制风机和炉排速度的方法来进行 , 这样不仅可以达到燃烧与负荷相平衡的目的 , 而且 还可以节省风机和炉排电动机的电能消耗。这种调节方法的关键是需要配备双速节能电动机 , 由于风机的风量与转速成 正比 , 而电动机的能耗又与转速成三次方关系 , 在风量减少 到额定值的 1/2 时 , 电动机的功率也将减小到原来的 1/8 。普 通电动机节能比较小 , 而节能电动机可达 1/5 。在锅炉压力高 ( 即负荷小 ) 时 , 风机和炉排低速运行 , 锅炉压力低 ( 即负荷 大 ) 时 , 风机和炉排高速运行 , 这与前述的风机、炉排随压力高低而启停控制的原理相同 , 用一压力控制器的开关信号 即可以实现这一功能。由于对蒸汽压力的调节是以调节燃料 量为主 , 蒸汽压力和蒸汽流量 , 经调节器进行计算、调节转变为电气信号 , 通过炉排的减速机构来控制燃料量 , 从而达 到蒸汽压力的调节。这种调节 , 实际上也是对锅炉产生蒸汽 热量的调节。
通过热水温度 ( 或室外温度、室内温度 ) 的位式调节所 实现的热水锅炉自动燃烧控制与上述相同。
为了使燃料燃烧 , 必须供应一定数量的空气。如果过剩 空气系数过大 , 将增加排烟热损失。因此 , 对于每台运行锅炉 , 当它使用某种燃料时 , 都有最适宜的空气过剩系数值 , 而 其值可以通过控制排烟处烟气中的二氧化碳和氧的含量来达到 , 其中以控制氧气的含量更能反映空气过剩系数值。为此 , 测定排烟处的烟气中的含氧量 , 通过氧气测定仪并经转换 , 再 到调节器进行计算、调节转换成电气信号 , 并通过执行器控制鼓风机的导向挡板。为了补偿氧量测定仪在测量上的滞后 , 应减少送风调节的动态误差 , 在燃料调节器与空气调节器之 间建立动态平衡。
炉膛负压的维持是采用负压调节器 , 即炉膛负压冲量 , 经 过调节器计算、调节 , 通过执行器来控制引风机的导向挡板。负压调节器除接受负压冲量外 , 还接受来自空气调节器的超 前冲量 , 也就是说 , 在它们之间建立了动态联系。当空气调 节器动作时 , 可以立即通过动态联系使负压调节器也动作 , 这 样能使炉膛负压的偏离不大。如果没有这个动态联系 , 负压 调节器只有当送风量改变 , 引起炉膛负压变动后才能投入工作 , 这样就会使负压的动态偏差加大。当工况稳定后 , 动态 联系的作用也就随之消失。
在自动调节系统中 , 还装有各种记录、指示仪表、警报 信号和一些操作器。操作器的目的是用来远距离对执行器进行手动操作。有的调节器上本来就带有操作器。另外还有给定器 , 用来对某些参数 ( 如压力、流量 ) 的要求值 , 预先输 送到调节器中 , 使参数不偏离给定值。
2. 燃油 ( 气 ) 锅炉燃烧调节的自动控制
由于燃油 ( 气 ) 锅炉的燃料为液 ( 气 ) 态 , 对燃烧控制提供了极为有利的条件 , 现时国内外生产的燃油 ( 气 ) 锅炉均为全自动燃烧调节。调节方式有两种 : 位式调节和比例调节。
(1) 位式燃烧调节
其调节方式是根据蒸汽压力实行分段调节 , 一般又可分为二段燃烧控制和三段燃烧控制 , 其调节系统如图 4-52。
当锅炉点火运行初始点或者当锅炉蒸汽压力达到运行上 限压力值 , 停炉后 , 又回到下限恢复工作值时 , 其首先点燃 一个喷嘴 , 即一段燃烧 , 其设计负荷为 30% 燃烧量。冷炉运行时 , 一段火燃烧 , 锅炉启压后 , 则可切入到二段燃烧。当 锅炉燃烧达到满负荷运行 , 而汽压不断上升 , 达到额定上限 工作压力值的 90% 或 95% 时 , 则自动切回到一段火燃烧。如压力继续上升 , 达到上限工作压力值 , 则自动停炉。如燃烧 负荷跟不上用汽负荷 , 则压力下降。到二段燃烧切换压力值 时 , 又自动切到二段燃烧。这样周而复始 , 来完成燃烧负荷的调节。
当锅炉运行到其上限工作压力值停炉时 , 经过一段时间 压力下降 , 恢复压力值时 , 其又能自动进入一段燃烧 , 恢复 其自动调节性能。
三段燃烧调节方式依次为一段进入二段、进入三段一停炉一压力下降一一段一二段一三段循环运行。
以上的二段或三段运行原理的实现主要靠压力控制器、风门调节器、燃油电磁阀等基本元件 , 其关键是风门调节器。
风门调节器的作用是 : ①自动分配分段燃烧的风量 ; ②为开 启分段燃烧打开电磁阀 , 提供联锁保护 , 即保证风门的开度始终与燃油 ( 气 ) 的喷入量保持同步。而风门与喷油 ( 气 ) 量 配比 , 则通过有经验的工程技术人员 , 在锅炉投入初始运行时 , 按其烟气测量进行调整。当最后确定之后 , 在今后的长 期运行中 , 不作改变。
通过上述分析 , 分段式燃烧调节较为简易 , 对于一般蒸 汽压力要求不高的场合 , 均能有效地使用 , 但由于其段式燃烧的特性 , 使负荷量跳跃式变化。对蒸汽压力影响较大 , 特 别是二段燃烧只有 30% 、 100% 两段调节 , 一般适用于 2~4t/h 以下的小型锅炉使用 , 而三段式燃烧其负荷为 30% 、 60% 、 100% 跳跃 , 因此适于较大容量的锅炉 , 例如 4~10t/h 的锅炉中使用。

把海倒进杯子里的人