Разработка системы управления электроприводом дымососа водогрейного котла

• Автор: Сапожников, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА В КОТЛОАГРЕГАТАХ СРЕДСТВАМИ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

1.1. Технологические особенности сжигания топлива

1.2. Виды котельных агрегатов

1.3. Электропривод дымососов

1.4. Особенности применения регулируемого электропривода дымососа

1.5. Задачи диссертационной работы и методы их решения

Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
2.1. Описание объекта исследования
2.2. Модель газовоздушного тракта
2.3. Модель теплообмена в газовоздушном тракте и водяном контуре
2.4. Математическая модель центробежного механизма
2.5. Математическая модель электропривода
Глава 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРЕЖЕНИЯ
3.1. Реализация модели централизованной системы теплоснабжения в МАТЕАВ8щш1тк
3.2. Компьютерная модель теплообмена в газовоздушном тракте и водяном контуре
3.3. Обобщенная модель котлоагрегата и дымовой трубы
3.4. Линеаризация упрощенной модели котлоагрегата

3.5. Синтез регулятора разрежения
3.6. Исследование работы САР разрежения в топке на полной модели котлоагрегата
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЫМОСОСА
4.1. Двухканальная система автоматического регулирования разрежения с управлением шибером в функции расхода газа
4.2. Двухканальная система регулирования разрежения с управлением шибером в функции напряжения и тока в звене постоянного тока преобразователя частоты
4.3. Альтернативные методы решения проблемы применения регулируемого электропривода на дымососах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Комфортность проживания населения в каждом современном городе напрямую зависит от качества электро- и теплоснабжения. Бесперебойное снабжение потребителей электричеством и теплом требуемых параметров является одной из главных задач государства. Для такой страны как Россия эта задача является наиболее приоритетной, так как значительная часть её территории находится в условиях холодного климата, где сбои в сфере коммунальных услуг отражаются крайне негативно.
В связи с ростом потребления всех видов энергии и цен на топливо актуальной становится задача ресурсе- и энергосбережения, решению которой уделяется значительное внимание во всём мире. «Энергетическая стратегия России до 2020 г.» [1] оценила потенциал энергосбережения в отрасли теплоснабжения на нужды жилищно-коммунального хозяйства как 26% от имеющегося в стране. Для реализации этого потенциала принят Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Основным исполнительным элементом в системах, обеспечивающих поддержание технологических процессов на объектах тепло- и электроэнергетики, является электропривод, который до недавнего времени был нерегулируемым. Основным и практически единственным способом регулирования технологических величин до настоящего времени являлось дросселирование насосов и вентиляторов, применение которого обусловливает избыточное потребление электроэнергии.
Обилие проблем, связанных с несовершенством существующей организации технологических процессов, стало поводом для теоретического обоснования целесообразности внедрения на повысительных насосах систем тепловодоснабжения и тягодутьевых механизмах котлоагрегатов регулируемого электропривода. Такие рекомендации и обоснования приведены в работах Н.Ф. Ильинского [2 - 10], Ю.Г. Шакаряна [10, 11], Б.С. Лезнова [12 - 16],

ры Ссм, Гсм, СдГ, Гдг соответственно. Как уже упоминалось, эти величины изменяются под действием поступающих в топку расходов газа и связанной с ним тепловой мощности Ргорсшя, воздуха, подаваемого дутьевым вентилятором 0д„, расхода газа, забираемого из топки и подаваемого в трубу дымососом <2ДС и связанной с ним тепловой мощности Рас, расхода выходящих из трубы газов С?выхдг и связанной с ним тепловой мощности Р выхдг. Кроме того, в теплообмене участвуют масса труб теплообменника тгр и масса воды в котле та0д (в трубах его теплообменника).
Значения @дв и ()ж рассчитываются в моделях дутьевого вентилятора и дымососа по разности давлений между их выходом и входом, а также по значениям угловой скорости (частоты вращения), поступающим из моделей соответствующих электроприводов. Из моделей ДВ и ДС в качестве обратной связи поступают сигналы моментов сопротивления вращению Мю и Млс.
Реальный процесс сжигания газа в топке может моделироваться только в специальных прикладных пакетах расчёта объёмной картины протекания газовой смеси в трёхмерной модели топки с учётом химических процессов горения. Для упрощения модели топки принимаются следующие дополнительные допущения:
- используется средняя температура смеси в топке Тсч, определяемая по одномассовой модели нагрева идеального газа при постоянном объеме, распределение давления также считается однородным;
- температура смеси на выходе теплообменника принимается равной температуре дымовых газов в трубе Таг, поскольку ранее было сделано допущение об отсутствии тепловых потерь через стенки топки и трубы;
- пренебрегаем конструктивными особенностями теплообменника (наличием конвективной части) и считаем температуру труб теплообменника Д-р равной среднему значению между Гсч, и Гводы.
В модели котлоагрегата (рис. 2.4) отсутствует модель сетевых насосов, так как известно, что их производительность (расход £)вол) пропорциональна частоте вращения, а напор компенсирует потери на циркуляцию в магистра-