ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ СИСТЕМ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ

Задачей автоматизации систем пылеприготовления является под­держание заданных параметров: оптимальной тонины помола, безопас­ной температуры пылевоздушной смеси за мельницей и влажности пы - ,ли, необходимого разрежения, предотвращающего выбивание пыли из мельницы. Поддержание указанных параметров обеспечивает безопас­ную работу пылесистемы при максимальной ее экономичности. Автома­тизация работы мельничных устройств позволяет увеличить производи­тельность мельниц и снизить удельный расход электроэнергии на раз­мол на 10—12%.

Автоматизация системы приготовления с вентилируемыми шаровыми барабанными мельницами

Наименьший удельный расход энергии на размол в шаровых барабан­ных мельницах получается при максимально-возможной или предельной ее производительности £^ред. Однако режим работы шаровых барабанных

Мельниц при предельной производительности является неустойчивым, так как при превышении ее происходит завал мельницы углем. Поэтому настройка автоматики проводится для производительности, несколько меньшей £^ред, определяемой опытным путем. Так как производитель­ность шаровой барабанной мельницы зависит от степени загрузки мель­ницы топливом или уровня угля в барабане, то основной задачей авто­матизации является поддержание оптимальной загрузки мельницы топ­ливом или оптимального уровня угля в мельнице. При выхола­

Щивании, т. е. при значительном уменьшении топливного запаса в бара - 320

Бане мельницы, а также при переполнении барабана углем ухудшаются условия работы мельницы и производительность ее снижается. При ручном управлении персонал, опасаясь аавала мельницы углем, поддер­живает обычно £?тл< тем самым недоиспользуется размольная

Производительность мельницы.

На рис. 14-25,а показана зависимость производительности шаровой барабанной мельницы от уровня угля в барабане: для мельницы типо­размера 287/470 оптимальный уровень угля равен 550 мм от оси бара­бана (на расстоянии 100 мм от нижней образующей горловины при Ач>Рл = 900 мм).

II

II

Вт/ч

30 го Ю

О

X

Т *оо 7оо зоо ((оо /т

Расстояние от оси мельницы, им

А)

1,0

6)

1,6 20 2,4 2,8

6)

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 14-25. Я&рактеристики изменения производительности ШБМ и тонкости помола. и — зависимость производительности ШБМ. от уровня угля в барабане; б — зависимость производи­тельности ШБМ от параметра загрузки #м/#др, топливо — богословский уголь; 1 — мельница 287/510; 2 — мельница 287/470; в — зависимость тоиины помола от параметра загрузки Ям/#др при постоянном расходе сушильного агента; 1—Ям; 2 — Я2оо.

Величина топливной загрузки мельницы не поддается непосред­ственному измерению и может быть определена лишь косвенно одним из трех методов: 1) по перепаду давления в мельнице Нм, 2) по уровню пыли в барабане, 3) по шуму шаров. Следует отметить, что третий метод широкого распространения не получил вследствие трудности наладки систем с авторегулятором загрузки мельницы топливом по шуму шаров. Определение топливной загрузки по Нм является наиболее простым и надежным способом и широко используется персоналом электростанций при ручном управлении пылесистемами. Так как Нм зависит не только ог бтопл, но и от скорости сушильного агента в барабане, то либо тре­буется дополнительный регулятор постоянства расхода сушильного аген­та, либо в качестве регулировочного параметра принимается не сопро­тивление мельницы (т. е. перепад давления до и после мельницы), а отношение п = Ям/Ядр перепадов давлений на мельнице и на измери­тельном дроссельном органе, установленном в обеспыленном потоке, причем Ядр должно быть не менее 0,39—0,49 кПа (40—50 мм вод. ст.). Отклонения воздушного режима при такой схеме не нарушают процес­са регулирования загрузки, который в этом случае осуществляется одним регулятором.

Характер зависимости производительности шаровой барабанной мельницы от параметра а (рис. 14-25,6) аналогичен характеру зависи - 21—541 321

Мости производительности мельницы от ее загрузки топливом и, таким образом, параметр п имеет однозначную связь с топливной загрузкой

МеЛЬНИЦЫ £?топл>

Тонина помола зависит np;i Ошар = const и неизменном положении створок сепаратора от расхода сушильного агента и величины загрузки мельницы топливом GTon. n. На рис. 14-25,в показано влияние СТ0Пл на тонину помола в виде зависимости ^эо и ^200 от принятого показателя загрузки п.

При использовании второго распространенного метода измерения величины Отопл уровень топлива в барабане ШБМ определяется по од-

Ному из следующих двух импульсов: либо по указанному выше соот­ношению перепадов давления на мельнице Нш и на измерительной диафрагме за циклоном, определяющей расход вентилирующего агента через систему Ндр (рис. 14-26), либо по перепаду давления на двух вве­денных в барабан мельницы на разных уровнях пневмометрических трубках с расположенными на и, х наружных концах дроссельными ди­афрагмами, через которые в мельницу засасывается наружный воздух.

На рис. 14-26 представлена схема автоматического регулирования шаровой барабанной мельницы по перепаду давлений на мельнице с од­ним двухимпульсным регулятором при сушке и вентиляции мельницы горячим воздухом и транспортировке пыли отработавшим сушильным агентом. Двухимпульсный регулятор загрузки мельницы (РЗМ) 9 по­лучает импульсы от двух датчиков 10, из которых один 10а измеряет сопротивление мельницы, а другой 106 — перепад давления на измери­тельной диаграгме за циклоном. Регулятор воздействует на сервомо­тор 11, регулирующий положение шибера 5 и соответственно произво­дительность питателя сырого угля 4. При неизменном сопротивлении пылеприготовительной установки производительность мельничного вен­тилятора также сохраняется постоянной и поэтому регулятор РЗМ,

322

Поддерживая заданное соотношение между Нш и #яр, будет поддержи­вать постоянной и угольную загрузку мельницы. Для повышения на­дежности работы схемы целесообразно подсоединение концов импульс­ных трубок производить не к патрубкам мельницы, а непосредственно в начальное и конечное сечение полости барабана, т. е. измерять сопро­тивление собственно барабана мельницы без углеподающего и пыле­выдающего патрубков.

На рис. 14-27 представлена схема автоматического регулирования шаровой барабанной мельницы по уровню угля в барабане, измеряемо­му с помощью импульсных трубок

1 И 2. Сечение отверстий на дрос­сельных диафрагмах 3 подбирается так, чтобы при нулевой топливной загрузке, т. е. при выхолощенном барабане, гидравлическое сопротив­ление обеих трубок было одинако­вым, а перепад между ними соответ­ственно равен нулю. По мере роста топливной загрузки барабана повы­шается уровень шаро-топливной смеси в барабане, при этом согну­тый конец нижней трубки 1 ока­зывается все более погруженным в угольную смесь и гидравлическое сопротивление, преодолеваемое воз­душным потоком в нижней трубке, повышается. При этом растет и разность давлений между верхней и нижней трубками, передаваемая в качестве импульса на чувствительный орган регулятора РЗМ. Уста­новленный на щите тягомер 5, подключенный к импульсным трубкам, служит для контроля загрузки мельницы углем. Регулятор РЗМ, воз­действуя через сервомотор на питатель сырого угля 6, изменяет подачу топлива при изменении перепада между трубками, увеличивая поступ-

Рис. 14-28. Схема автомати­ческого регулирования си­стемы пылеприготовдения с ШБМ при размоле влаж­ного взрывоопасного топ­лива.

У —ШБМ; 2 — МВ: 3 — БСУ;

4—ПСУ; 5 — регулирующий шибер ПСУ; 6 — сепаратор;

7 — циклои; 8 — бункер пыли; 9 — РЗМ (регулятор загрузки мельницы); 10а — датчик РЗМ

По импульсу перепада давления (сопротивления) мельницы;

106 — датчик РЗМ по импульсу расхода отработанного сушиль­ного агента через измеритель­ную диафрагму 16; И — РТМ (регулятор температуры за мельницей); 12 — термопара РТМ; 13 — сервомоторы регу­ляторов; 13а — сервомотор ПСУ; 136 — сервомотор клапана на линии горячего воздуха; 13в — сервомотор клапана на линии общего воздуха перед мельни­цей; 14 — датчик регулятора разрежения перед мельницей; 15 — РРМ (регулятор разреже­ния перед мельницей).

323

Ление угля при понижении и, наоборот, уменьшая подачу топлива при повышении перепада.

Для предотвращения выбивания пыли из барабана применяется ре­гулятор разрежения (см. рис. 14-26). Датчик 14, замеряющий разреже­ние перед мельницей в трубопроводе сушильного агента, передает им­пульс регулятору разрежения перед мельницей /3» последний воздейст­вует на сервомотор регулятора 15, который в зависимости от получен­ного сигнала открывает или прикрывает клапан а на коробе сушильно­го агента.

Рис. 14-29. Схема автоматиза­ции пылеприготовительнон установки с ШБМ при размоле сухого взрывоопасного топ­лива.

7 - ШБМ; 2 — МВ; З — БСУ; 4 — ПСУ; 5 — регулирующий шибер' ПСУ; б — сепаратор; 7 — циклон;

8 — бункер пыли; 9— РЗМ (регу­лятор загрузки мельницы); Юа — датчик РЗМ по импульсу «сопро­тивление мельницы»; Мб — датчик РЗМ по импульсу «расход сушиль­ного агента»; И — РТМ (регуля­тор температуры за мельницей); 12—термопара (ТП) регулятора РТМ; 13 — РРМ (регулятор разре­жения перед мельницей); 14—дат­чик РРМ (тягомер); 15 — сервомо­торы регуляторов; !5а — сервомо­тор (исполнительный механизм ИМ) ПСУ; 156 — сервомотор РТМ. воздействующий на клапаи в на воздухе из I ступени ВП; 15в — сервомотор РРМ, воздействующий на клапан а' на линии горячего

Воздуха из ВП.

Для поддержания заданной влажности пыли применяется регуля­тор температуры за мельницей. Повышение №пл существенно снижает производительность мельницы, приводит к забиванию течек, замазы­ванию пылепитателей. Пересушка пыли недопустима, так как это по­вышает опасность возникновения взрыва в пылесистеме. Отсутствие простого и надежного способа непрерывного измерения Шпл вынуждает вести регулирование сушильного процесса по косвенному показателю — температуре аэропыли за мельницей. Поддерживая постоянной тем­пературу за мельницей ^"м, можно сохранить влажность пыли в узких пределах.

В качестве измерителя используют термопару, либо термо­метры сопротивления, либо парожидкостный манометрический термо­метр.

На рис. 14-28 представлена схема автоматического регулирования системы пылеприготовления при сжигании влажного взрывоопасного топлива, сушильный агент —смесь топочных газов и горячего воздуха, а на рис. 14-29 — схема автоматизации пылеприготовительной установ­ки при сжигании сухого взрывоопасного топлива, сушильный агент — горячий воздух.

Регулятор температуры за мельницей состоит из термопары 12, передающей импульс замеренной температуры £"м регулятору темпера­туры за мельницей 11, который в соответствии с полученным сигналом включает сервомотор 136 клапана на линии горячего воздуха на от - 324
крытие или закрытие клапана б (рис. 14-28) либо сервомотор 156, воз­действующий на клапан в на линии подачи частично подогретого воз­духа (рис. 14-29).

Автоматизация системы пылеприготовления с молотковыми

Мельницами

Автоматика системы пылеприготовления с молотковыми мельни­цами с прямым вдуванием пыли в топку включается в общую автома­тику процесса горения парогенератора, так как количество выдаваемой

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 14-30. Схема автоматического ре­гулирования систе­мы пылеприготовле­ния с ММ (схема ре­гулирования процесса горения парогенера­тора с шахтно-мель­ничной топкой по со­отношению «топли­во — воздух» с авто­матической корректи­ровкой общего возду­ха по расходу пара).

Мельницами пыли должно точно следовать за изменением нагрузки парогенератора. Поэтому регулятор загрузки мельницы топливом вхо­дит в систему авторегулирования процесса горения в качестве регуля­тора количества топлива, подаваемого в топку.

На рис. 14-30 представлена разработанная ОРГРЭС схема регу­лирования системы пылеприготовления с молотковыми мельницами. Регулирование загрузки мельницы топливом ведется по соотношению «топливо — воздух» с автоматической корректировкой общего расхода воздуха по расходу пара.

Регулятор подачи топлива в топку РТ, он же регулятор загрузки топливом мель­ничных систем, получает два импульса: первый — основной — от манометра на бараба­не или коллекторе перегревателя своего парогенератора и второй импульс — от общего для нескольких парогенераторов корректирующего регулятора давления в паровой магистрали к турбинам, от ЭКП (электронный корректирующий прибор). Регулятор РТ передает сигнал через исполнительный механизм ИМ на плоский контроллер ПК для группового регулирования числа оборотов питателей сырого угля, установленных на молотковых мельницах парогенератора. От ПК передаются два сигнала, первый — к регуляторам РПВ первичного воздуха, подаваемого к мельницам [14], и второй — к регулятору общего расхода воздуха РОВ, подаваемого дутьевым вентилятором в воздухоподогреватель парогенератора.

При повышении расхода пара из парогенератора понижение давления в барабане или в камере перегревателя передается в виде основного импульса на РТ, который воздействует на ПК и электродвигатели питателей сырого топлива, увеличивая подачу угля к мельницам. Одновременно полученные сигналы от РТ передаются из ПК на РПВ и РОВ, увеличивая соответственно расход первичного воздуха на мельницы и
общий расход воздуха на парогенератор. В связи с тем, что от момента увеличения подачи сырого топлива ПСУ до момента увеличения поступления пыли в топку про­ходит значительный промежуток времени, имеет место запаздывание, которое опре­деляется объемом сепаратора и запасом пыли в нем, что отрицательно скажется на автоматизации процесса горения.

Для устранения вредного влияния инерционности регулятора топлива, управляю­щего подачей сырого топлива в мельницу, и служит РПВ, который, получив сигнал от ПК, изменяет подачу первичного воздуха в ту или другую сторону, сразу изменяя в соответствии с полученным сигналом и вынос пыли из сепаратора в топку. Одновре­менно с изменением подачи первичного воздуха регулятором РОВ изменяется также и общий расход подаваемого воздуха в воздухоподогреватель парогенератора, что обеспечивает поддержание заданного соотношения в расходе топлива и воздуха и опти­мального, экономичного процесса горения. Наряду с основным сигналом от ПК регуля­тор первичного воздуха получает также импульсы от дифференциального тягомера, измеряющего расход первичного воздуха, а РОВ получает еще импульсы, во-первых, от автоматического корректора общего воздуха по соотношению «пар — воздух» АКПВ и, во-вторых, от дифференциального тягомера ДТ, измеряющего сопротивление возду­хоподогревателя. В свою очередь АКПВ получает импульсы от паромера Я, измеряю­щего расход пара из парогенертора, и от ДТ (сопротивление ВП). Опыт наладки и эксплуатации указанной схемы регулирования подтвердил высокие ее качества.

Помимо указанные на схеме регуляторов, на каждой молотковой мельнице устанавливается регулятор температуры отработавшего су­шильного агента Ь, воздействующий на механически сочлененные кла­паны подвода горячего и присадки холодного воздуха к мельнице с со­хранением при этом заданного расхода первичного воздуха на мель­ницу.

Автоматическое регулирование невентилируемых шаровых барабанных мельниц

Автоматическое регулирование шаровых невентилируемых мельниц имеет свои особенности по сравнению с регулированием вентилируемых мельниц. Невентилируемые мельницы работают обычно на сушонке с постоянной влажностью, что снимает необходимость автоматического регулирования влажности пыли. Тонкость помола пыли, выдаваемой невентилируемыми мельницами, зависит от загрузки мельницы топли­вом так же, как и ее производительность. Увеличение или уменьшение загрузки мельницы топливом приводит к соответствующему изменению производительности мельничной системы и тонкости помола. Поэтому автоматизация невентилируемых шаровых барабанны, х мельниц сво­дится к регулированию загрузки мельницы топливом. Одним из наибо­лее объективных методов контроля загрузки мельницы углем является замер уровня топлива в барабане, проводимый с помощью импульсной трубки, помещенной в горловине мельницы (рис. 14-31,а).

Расход воздуха через неподвижную импульсную трубку 1 меняется в зависимости от высоты угольного слоя, который оказывает сопротив­ление выходящему из трубки воздушному потоку. Подключенный к им­пульсной трубке тягомер 2 показывает давление в трубке, изменяю­щееся с изменением высоты слоя угля: чем больше количество топлива в мельнице, тем больше сопротивление выходу воздуха, тем выше дав­ление в трубке к, показываемое тягомером.

На рис. 14-31,6 показана зависимость производительности невен - тилируемой шаровой барабанной мельницы от загрузки мельницы углем, причем последняя характеризуется уровнем угля в барабане, измеряемым по давлению воздуха к перед импульсной трубкой. Как видно из рис. 14-31,6, характер зависимости В = ?(1г) соответствует обычно наблюдаемой зависимости £ = /'((Зт0Пл) (см. для сравнения рис. 14-25,6). Максимальная производительность мельницы соответст - 326