Б. Регулятор типа II (рис. 40, б).
Регулятор одноимпульсный, прямого действия. Термостатная трубка из красной меди диаметром 24X3 мм и длиной 1,7 м установлена под углом 20°. Нижний конец трубки присоединен к водяному штуцеру, а верхний конец — к паровому штуцеру водяной колонки*. Трубка, соединяющая термостат с паровым пространством, должна быть проложена с уклоном 200 мм на 1 м длины в сторону барабана и хорошо изолирована. Трубку, соединяющую термостат с водяным пространством, и термостат изолировать не нужно. Клапан этого регулятора аналогичен клапану регулятора типа I. Принцип действия аналогичен одноимпульсному регулятору «Копес». Колебание уровня при работе регулятора не превышает +20—25 мм.
* Рекомендуется импульсные трубки присоединять к отдельным штуцерам.
Автоматическое регулирование температуры перегрева пара достигается при наличии поверхностного охлаждения его изменением количества воды, подаваемой для охлаждения пара.
В задачу схем автоматического регулирования процессов горения входит, во-первых, поддержание постоянного давления пара при изменении нагрузки турбины и других паропотребителей, во-вторых, поддержание при всех нагрузках к. п. д. котла на наибольшем для данной нагрузки значении, т. е. при изменении расхода топлива в необходимом соотношении меняется и количество подаваемого воздуха.
Таким образом, первым импульсом в системе регулирования должен быть импульс от давления пара к регулятору тепловой мощности топки. С увеличением давления тепловая мощность топки должна снизиться.
Вторым импульсом, отвечающим заданию экономичности работы котла, является избыток воздуха в уходящих газах или, при полноте сгорания топлива, соотношение между количеством воздуха и количеством топлива, поданным в топку. В эксплуатации показателем, проверяющим это соотношение, служит газоанализатор (RО2 %), однако получить от него импульс затруднительно, так как показания его по времени запаздывают, поэтому здесь используются другие методы.
Так как при изменении количества топлива и воздуха, поданных в топку, соответственно меняется и количество Дымовых газов, то, очевидно, необходимо менять и производительность дымососа под воздействием третьего импульса.
Рис. 41. Схема автоматического регулирования процессов горения котла.
Таким импульсом служит разрежение в топке, которое должно в работе поддерживаться строго постоянным, хотя оно имеет тенденцию перейти в давление в топке, в том случае, если увеличится только подача воздуха от дутьевого вентилятора, а производительность дымососа одновременно уменьшится, и наоборот.
Поэтому во всех, разнообразных по исполнению, схемах автоматического регулирования процессов горения имеются регуляторы, получающие импульс: от давления пара РД; от воздуха, идущего в топку РВ, от разрежения РР. Помимо этого, в системах автоматического регулирования имеются различные исполнительные механизмы (сервомоторы) и вспомогательные устройства.
На рис. 41 показана принципиальная схема автоматического регулирования процессов горения в топке котла с цепной решеткой. При повышении давления пара вследствие уменьшения его расхода в машинном зале импульс передается в регулятор давления, который действует через сервомотор на подачу воздуха в зоны решетки, переставляя направляющий аппарат вентилятора на уменьшение подачи. Второй импульс — от количества подаваемого воздуха — действует на регулятор топлива, который также через сервомотор уменьшает скорость хода цепной решетки.
Рис. 42. Регулятор гидравлической системы:
1 — мембрана; 2— струйная трубка; 3 — левый канал; 4— правый канал; 5 — поворотные лопатки дымососа.
При снижении подачи воздуха в топку увеличивается разрежение. От него передается импульс на регулятор разрежения и далее, через сервомотор, на поворотные лопатки дымососа для снижения его производительности.
В камерных топках регулятор давления действует на питатели топлива, что может вызвать при изменении его качества несоответствие между количеством действительно введенного тепла в топку и воздухом. Поэтому в последнее время устанавливается дополнительный регулятор — пар-воздух, действующий от импульса — расхода пара. Этот регулятор корректирует подачу воздуха в топку при изменении объемной калорийности топлива, степени шлакования в топке и т. д.
Системы автоматического регулирования процессов горения выполняются с различными регуляторами. Завод «Теплоавтомат» разработал гидравлическую систему с маслоструйными трубками, связанными с импульсными мембранами и гидравлическими цилиндрами исполнительных механизмов.
На рис. 42 показана принципиальная форма действия такого регулятора. Мембрана 1 находится под воздействием импульса (например, разрежения в топке), с мембраной связана струйная трубка 2, отклоняющаяся под воздействием связи с мембраной.
Через трубку прокачивается масло. В зависимости от того, в какой (левый 3 или правый 4) канал направляет трубка свою струю, сервомотор поставит поворотные лопатки 5 дымососа на большую или меньшую подачу.
ЦКТИ [16] разработал новую электромеханическую схему регуляторов для котлов малой и средней мощности (рис. 43).
Рис. 43. Схема основного регулятора.
Импульсная мембрана 1 посредством штока 2 связана с электрозолотником 3. Этот золотник расположен между двумя биметаллическими термоэлементами 4. При прохождении по обмотке термоэлемента тока термоэлемент, нагреваясь, изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения в сторону размыкания с электрозолотником.
Промежуточные реле 5, находящиеся под воздействием контактной группы, при срабатывании подают питание к сервомотору и нагревательной обмотке того термоэлемента, ток в котором можно регулировать реостатом 6. Пружина 7 служит для настройки регулятора.
При изменении положения мембраны электрозолотник замыкает один из термоэлементов и промежуточное реле срабатывает, включая сервомотор и нагревательную обмотку термоэлемента. Процесс регулирования заканчивается установкой термоэлементов в исходное положение.
Достоинством регуляторов новой системы ЦКТИ является их упрощение за счет исключения изодрома и обратной связи, а также компоновка всех регуляторов: давления воздуха, разрежения его в одну «колонку регулирования горения».
На рис. 44 показана схема ЦКТИ автоматического регулирования горения котлов малой и средней мощности с цепной решеткой.
В последнее время начала применяться разработанная ВТИ электрическая система регулирования с электронными регуляторами вместо контактных гальванометров.
Рис. 44. Схема ЦКТИ автоматического регулирования горения котлов.
Внедрение схем автоматического регулирования вполне оправдывается для котлов средней мощности, поэтому имеются все основания предполагать экономичность применения автоматики и для установок малой мощности, так как автоматизация завершает устранение ручного труда и механизацию, обязательную для всех установок.
Рис. 45. Схема автоматики горения.
А. К. Новиков и Ю. С. Савранский осуществили собственными силами автоматизацию процесса горения в шахтно-мельничной топке по схеме, представленной на рис. 45.
При увеличении количества топлива, поступающего из бункеров 1 в шахтную мельницу 2, уменьшается ее самовентилирующая способность, а поэтому напор перед ней увеличивается.
Увеличение напора передается по импульсной трубке 3 к поплавку тягомера 4, который, поднимаясь вверх при определенной нагрузке мельницы, размыкает контакт магнитного пускателя 5 двигателя питателя топлива 6, что прекращает питание мельницы топливом.
Двигатель вновь включается в работу при уменьшении загрузки мельницы топливом и снижении перед ней напора.
Автоматизация подачи топлива в шахтную мельницу по результатам ее испытания на котлах Бабкок и Вилькокс с поверхностью нагрева 400 м2, при сжигании фрезерного торфа, привела к увеличению паропроизводительности котла с 8,1 т/час до 10,5 т/час, к снижению потери тепла с уходящими газами на 2% и с химической неполнотой горения с 2,7 до 0,3%.
Реальная экономия топлива от автоматизации горения, проведенной эксплуатационным персоналом своими силами по упрощенной схеме, очевидна.
