АВТОМАТИЗАЦИЯ ТОПОЧНОГО АГРЕГАТА «МОНАРХ»

Позиционное регулирование давления пара вспомогательных котлов рассмотрим на примере системы автоматизированного агрегата «Монарх» (рис. 30). Эта система — электромеханическая, с параллельным воздействием на органы топливо- и воздухоподачи, обеспечивающая работу котла на дизельном либо тяжелом топливе. Во втором случае предусмотрен автоматический подогрев топлива периодическим включением и выключением электрического топливоподогревателя, а также подогрев сопел форсунки.

От электродвигателя 1 приводится во вращение крылатка вентилятора 2 и вал топливного шестеренного насоса 9. Топливо из расходной цистерны через фильтр подводится к штуцеру 10 и насосом через электромагнитные клапаны 6 подается к двухсопловой форсунке 5. Расход топлива и качество распыливания определяются его давлением в напорной магистрали, а регулируются натяжением пружины топливного золотника 11. Золотник поддерживает заданное давление топлива путем его обратного слива через штуцер 8 во всасывающий трубопровод перед фильтром.

Подача воздуха в топку определяется степенью открытия шиберов 12 и 13 всасывающего патрубка вентилятора. Положение шибера 13 регулируют вручную установкой рукоятки 14 при работе обоих сопел форсунки, обеспечивая необходимую подачу воздуха для бездымного горения топлива. Шибер 12 ограничивает подачу воздуха при работе одного сопла и открывается автоматически электрическим исполнительным механизмом 16 перед включением второго сопла. Угол разворота этого шибера, а, следовательно, подача воздуха в топку регулируется установкой ограничительных упоров 15.

Топливо при розжиге котла воспламеняется от искры между электродами 4, возникающей при подаче питания на высоковольтный трансформатор 7 зажигания. Контроль за наличием факела в топке ведется с помощью фотоэлемента 3.

Схемы систем автоматизации топливосжигания шкафа 3 и питания котла водой шкафа 2 сблокированы так, что исключается затек системы топливосжигания в случаях, если выключена система питания, либо аварийно низок уровень воды в котле.

Выбор режима работы системы топливосжигания (ручное или автоматическое управление) и ее включение производятся воздействием в определенной последовательности на органы управления, расположенные на лицевой панели электротехнического шкафа. В шкафу установлены программный механизм, электромагнитные пускатели и плавкие предохранители. Все элементы форсуночного агрегата связаны между собой коммутирующими цепями.

 

Рис. 30. Автоматизированный топочный агрегат «Монарх»

 

Программный механизм обеспечивает определенную последовательность выполнения операций во времени при пуске системы. От электродвигателя через шестеренный редуктор приводится во вращение кулачковый вал, который воздействует на переключатели, коммутирующие цепи управления системы. Существует несколько модификаций систем с различными программами управления. Рассмотрим одну из них.

При включении системы в автоматическом режиме и с подогревом топлива, если в котле уровень воды нормальный и давление пара ниже 3,75·10⁵Па, получает питание электродвигатель программного механизма, а по сигналу от реле температуры 7 — топливоподогреватель 8. Через контакты программного механизма и реле давления 4 замыкается цепь питания электродвигателя М, приводящего во вращение вал вентилятора 20 и топливного насоса 22. Вентилятор подает воздух в топку и вентилирует ее.

Насос с внутренним зацеплением шестерен забирает топливо из расходной цистерны 24 и подает в нагнетательную полость золотника 23. Давлением топлива золотник, преодолевая действие пружины, отжимается, пропуская основную массу топлива на топливоподогреватель, а часть — на рециркуляцию через фильтр 21 к насосу. Нагретое топливо поступает к закрытому электромагнитному клапану 9 и в полость форсунки. Так как нагнетательный канал первого сопла 12 форсунки заперт подпружиненным золотником 14, то топливо через нормально открытый электромагнитный клапан 15 и фильтр вновь поступает в насос.

Пока идет процесс вентиляции, топливо циркулирует по замкнутому контуру и нагревается. По мере его нагрева до заданной температуры по сигналу от реле температуры 7 отключаются нагревательные элементы топливоподогревателя и повторно включаются при снижении температуры, т.е. происходит позиционное регулирование температуры топлива по принципу включено-выключено.

По истечении 20с от вращающегося кулачкового вала программного механизма через переключатели подается питание на трансформатор 13 зажигания и электромагнитный клапан 15. Клапан закрывается, давление топлива в полости форсунки возрастает, отжимается ее запорный золотник, распыленное топливо через сопло 12 поступает в топку и воспламеняется от искры между электродами запала.

Фотоэлемент 10 освещается пламенем, возникает фото-э.д.с., под действием которой электромагнитный усилитель вырабатывает разрешающий сигнал для дальнейшего выполнения программы. Если розжиг не произошел (из-за отсутствия топлива, попадания в него воды, срыва факела или неисправности фотоэлемента), то на 24-й секунде (через 4с после подачи топлива) программный механизм останавливается, вся система обесточивается, отключается электродвигатель М и включается световая сигнализация об отсутствии факела. В этом случае работает только система подогрева топлива и сопел.

После устранения неисправности па панели шкафа 3 выключатель первого сопла форсунки ставят в нулевое положение и нажимают кнопку «Блокировка помех». Электродвигатель программного механизма получает питание и, продолжая вращать кулачковый вал, ставит его в исходное положение через 26с. После воздействия на выключатель первого сопла форсунки вновь происходит процесс вентиляции топки и розжига топлива.

При удавшемся розжиге программный механизм продолжает работать, и если давление пара меньше 3,75·10⁵Па, то на 37-й секунде (через 17с после включения первого сопла) контактами реле давления 5 замыкается цепь питания электрического исполнительного механизма 17, который, развернув заслонку 19, увеличивает подачу воздуха и через конечный выключатель 18 подает питание на электромагнитный клапан 9. Распыленное топливо через сопло 11 поступает в топку и воспламеняется от факела первого сопла. На 42-й секунде отключается трансформатор зажигания, а на 44-й останавливается программный механизм.

При росте давления до 4·10⁵Па по сигналу от реле давления 5 исполнительный механизм 17 уменьшает подачу воздуха, и сопло 11 отключается. Если расход пара значительный, то при снижении давления до 3,75·10⁵Па по сигналу от реле давления 4 отключается первое сопло и электродвигатель М, а электродвигатель программного механизма получает питание. Кулачковый вал разворачивается в исходное положение, и программный механизм останавливается, подготовив систему к последующему пуску.

Процесс розжига повторяется с включением первого сопла по сигналу от реле 4, когда давление пара в котле падает до 4·10⁵Па, а после снижения давления до 3,75·10⁵Па через 3с включается второе сопло. Следовательно, повторные включения второго сопла у котла, находящегося под давлением, при снижении его до 3,75·10⁵Па происходят через 3с, а не через 17с, как при первоначальном пуске. Время между включениями сопел при первоначальном пуске системы увеличивается в целях снижения тепловой напряженности еще не прогретого котла.

Если при последующем включении на 24-й секунде после вентиляции топки и подачи топлива через первое сопло не произойдет его воспламенение, то подача топлива прекращается, а программный механизм производит повторную попытку розжига с предварительной вентиляцией топки. После неудавшейся повторной попытки розжига система останавливается с выдачей светового сигнала на лицевую панель шкафа управления.

В системе предусмотрена защита (прекращение горения топлива) с выдачей звукового и светового сигналов в ЦПУ при срабатывании тепловой защиты электродвигателя М, достижении аварийного значения уровня воды в котле (по сигналу от датчика уровня 1), росте давления пара в котле до 5·10⁵Па (по сигналу от реле 6 давления), неплотном прилегании фланца форсуночного агрегата к фланцу топки (по сигналу от конечного выключателя 16) и низкой температуре топлива (только на режиме работы «тяжелое топливо»).

В условиях эксплуатации настройка системы сводится к выбору параметров, обеспечивающих экономичную работу котельной установки при минимальной частоте включений и продолжительности работы форсуночного агрегата. Паропроизводительность регулируется давлением топлива за насосом и сменой распылителей форсунки с разными расходными характеристиками. После изменения расхода топлива необходима корректировка подачи воздуха. Частота включений топочного агрегата зависит также от уставок реле давления 4 и 5. На различных котлах уставки давления могут иметь различные значения, отличающиеся от указанных. Если расход пара снижен (например, при нахождении судна в южных широтах), то паропроизводительность котла можно уменьшить отключением второго сопла форсунки с помощью соответствующего выключателя на лицевой панели шкафа 3 управления.

Техническое описание

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: