Қазандық оттығындағы сиретудің автоматты реттеу жүйесін құру
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада ЖЭО-ғы барабанды қазандықтың автоматты
реттеу жүйесі қарастырылған.
Қазандықтардың автоматты реттеу жүйесі берілген параметрлерді
сақтау кезінде құрылғылардың өнімділігінің өзгеруін қамтамасыз етеді.
Сонымен қатар қазандықтың қорғанысын, сенімділігін және үнемділігін
көтереді, қызметкерлердің санын азайтуға және еңбек жағдайын жеңілдетуге
мүмкіндік береді.
Дипломдық жобаның мақсаты қазандықтың оттығындағы сиретудің
автоматты реттеу жүйесін құру.
Негізгі алға койылған мәселелер:
1. Қазандықтың оттығындағы сиретудің жұмыс істеу принципін талдап,
оттықтың сиретуінің бақылау контурын зерттеу.
2. Басқару нысанының беріліс функциясын анықтау.
3. Қазандықтағы оттықтың сиретудің АРЖ-нің құрылымдық сұлбасын
құру және техникалық құралдарын таңдау.
4. Тұйықталған жүйені Михайлов критерий бойынша орнықтылыққа
зерттеу.
Аннотация
В данной дипломной работе рассматривается система автоматического
регулирования барабанного котла ТЭЦ.
Система автоматического регулирования
котельных установок
обеспечивает изменение производительности установки при сохранении
заданных параметров.Кроме того, повышает безопасность, надежность и
экономичность работы котла, сокращает количество обслуживающего
персонала и облегчает условия его труда, в связи с этим данная работа
является актуальной.
Цель дипломной работе-разработка системы автоматического
регулирования разрежения в топке котла.
Основными задачами являются:
1.Проанализировав принцип работы разрежения в топке котла
иследовать контур управления разрежения в топке.
2. Определение передачный функций объекта управления
3.Построить структурную схему системы автоматического
регулирования разрежения в топке котла и выбирать технические приборы.
4. Иследовать замкнутный контур на устойчивость по критерию
Михайловa.
Мазмұны
Кіріспе
1 бөлім. Қазандық оттығын сирету технологиясына қысқаша шолу
1.1 Бу өндіріс процесінің технологиялық сипаты
1.2 АРЖ құрудағы қолданылатын математикалық аппараттар
1.3Автоматты басқару теориясының негізгі анықтамалары мен
классификациясы
1.4 Кәсіпорын жобасының өзекті мақсаты
1.5 Басқару нысанының техникалық мінездемесі
1.6 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
1.7 Дипломдық жоба есептерінің қойылымы
2 бөлім. Қазандық оттығындағы сиретудің автоматты реттеу жүйесін құру
2.1Барабанды реттеу қазандығының автоматты жүйесі
2.2 Қазан оттығындағы сиретуді реттеу жүйесі.
2.3 Қазан оттығының деңгейін реттеуші жүйесі
2.4 Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесі
2.5 Қазандық барабандарының қоректенуін автоматты түрде реттеу
жүйесі
2.6 Отындардың жануын реттеу
2.7 Қазандық оттығын сиретудің беріліс функциясын анықтау
2.8 Реттеуішті таңдаудың түсініктемесі
7
8
8
9
10
12
12
13
16
17
17
18
19
20
21
21
23
24
2.9
Реттеу контурын зерттеу және жүйенін құрылымдық сұлбасы
25
2.10 Реттеуіштің оптималды параметрлерін анықтау
2.11 Тұйықталған жүйені орнықтылыққа зерттеу
2.12 Тұйықталған жүйенің өтпелі сипаттамасы
2.13 Қазандық оттығын сирету кезіндегі реттеу сапасының көрсеткіштері
2.14Автоматты реттеу жүйесінің техникалық құрылғылар кешенін
таңдау
3бөлім. Экономикалық бөлім
3.1 Бизнес - жоспар
3.2Автоматтандыру жүйесін эксплуатациялауға кеткен шығындар
3.3Автоматтандыру жүйесін ендірудің экономикалық тиімділігін есептеу
4 бөлім. Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімі
4.1Қауіпсіздік және еңбекті қорғау бойынша заңдық және нормативтік
актілер
4.2 Қазандық қондырғыларынан шығатын шуды есептеу
4.3 Жұмыс орнындағы микроклимат
Қорытынды
Қысқарту сөздердің тізімі
Қолданылған әдебиет
Кіріспе
26
30
35
35
36
45
45
48
49
52
52
53
59
62
63
64
Өндірісті автоматтандыру процесінде адамның рөлі автоматтандыру
құрылғыларын қамтамасыз етуге, реттеуге,және олардың жұмысын бақылауға
негізделген. Жылуэнергетика басқа өндірістік салалар ішінен автоматтық
деңгейі бойынша алдыңғы орында. Жылуэнергетикалық қондырғылар онда
өтетін процестердің үздіксіздігімен сипатталады. Осы жағдайда жылу және
электр энергиясының өнімі кез-келген уақытта тұтыну көлеміне сәйкес келеді.
Жылуэнергетикалық қондырғылардағы айтарлықтай барлық
операциялар механизмделінген, ал ондағы өтпелі процестер салыстырмалы
түрде тез жетілдіріледі. Бұл жылуэнергетиканы автоматтандырудың жоғарғы
деңгейде дамуын көрсетеді. Автоматты басқару жүйенің орындайтын негізгі
функцияларын бақылау және басқару, мәліметтердің алмасуы, ақпаратты
өңдеу, жинау және сақтау, дaбыл сигнaлдарын қалыптастыру, графиктерді
және есептемені жасау құрайды.
Автоматты басқару жүйесі келесілерге негізделген:
- деңгейді реттеу процесі мен басқару тиімділігін жақсартуға;
- отынның экономды тиімді пайдалануын және оның толық жағылуын
қамтамасыз етеді;
- авариялық жағдайлар санын азайтуға;
- жұмысшылардың еңбек шарттарын жақсартуға;
- технологиялық процестін
жағдайы мәліметтерін
оператор -
технологтың жұмыс станцияларына тиімді жіберуіне.
Қазандық оттығын сирету
процесін автоматтандыру
сиретудің
тиімділігін ұлғайтуға
мүмкіндік береді, отын сирету
технологиясын
жетілдіруін қамтамасыз етеді. Автоматтандыру жүйесін енгізу өндірістік
ақауды және қалдықты қысқартуға, шикізат және энергия шығынын
үнемдеуге, негізгі жұмыс күштері санын азайтуға және отынды мұқият
сиретуге мүмкіндік береді.
Дипломдық жобаның мақсаты қазандықтың оттығындағы сиретудің
автоматты реттеу жүйесін құрастыру. Қазандықтың оттығындағы сиретудің
жұмыс істеу принципі талданды,оттықтың сиретуінің бақылау контуры
зерттелді.
Қазандықтағы оттықтың сиретуді
бақылау контурын
зерттеліп,реттеу заңы тандалып реттеуіштің оптималды параметрлері
анықталды. Қазандықтағы оттықтың сиретудің автоматты реттеу жүйесінің
сапасын анықталды.
Қазандықтағы оттықтың сиретудің АРЖ-нің
құрылымдық схемасы құрылып және техникалық құралдары таңдалды.
Экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары және экономикалық тиімділігі есептемесі
жүргізіледі.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде қазандықтан ауаға таралған зиянды
заттар мөлшері есептелінеді және қазандық цехындағы қондырғылардан
шығатын шудың есептемесі жүргізіледі.
1 бөлім. Қазандық оттығын сирету технологиясына қысқаша шолу
1.1 Бу өндіріс процесінің технологиялық сипаты
Бу қазандықтары дегенеміз агрегаттардың кешені, сондықтан су
буларын алу үшін қолданылады.
Бұл кешен жылуалмастырушы
қондырғылардан тұрады, сондықтан судан бу күйіне алмасқан өнімдерді алуда
жану өнімдерінің жылуын беру үшін қолданылады. Бастапқы энергия
тасымалдағыштар арқылы сулардан бу түзіледі, демек жану барысында
буланып, отындардың әсерінен осы сипатқа енеді.
Жоба
процесінің
жүзеге асыратын негізгі элементке қазандық
қондырылары жатады, демек:
1) отындардың жану процесі;
2) жанған өнім мен сумен жанатын отындардың арасындағы жылу
алмасу процесі;
3) түрлену процесі, демек су қыздырылып, бу пайда болады.
Қазандықтардың жұмысы кезінде бір-бірімен өзара байланыс құрайтын
ағымдар пайда болады, демек жұмыс денесінің ағымдары мен жылу
сақтағыштардың ағымдары қалыптасады.
Осы байланыстардың нәтижесінде нысаннан белгілі бір қысым мен
температураға байланысты бу алынады.
Негізгі міндеттердің бірі
қазандықтарды игеру кезінде анықталады, сондықтан туынды мен тұнылған
энергиялардың арасында тепе-теңдік болады. Өз кезегінде түрлену процестері
мен қазандықтардан шыққан энергия жұмыс дененің ағымдарының
мөлшеріне, жылусақтағыштар мен тасымалдағыштарға байланысты.
Отындардың жануы физикалық-химиялық процестерге байланысты. Жанудың
химиялық сипаты ыстық элементтердің оттегімен қышқылдану процесіне
байланысты, сондықтан белгілі бір температуралар мен бөлінген жылу
мөлшері анықталады. Жану белсенділігі, жанған отындардың үнемділігі мен
тұрақты процестердің болуы отын бөлшектерінің арасындағы ауа мен судың
таралуына, анықтаушы әдістерге байлынысты.
Жанған отындардың процестері шартты түрде үш кезеңнен тұрады:
тұтану, жану, жанып біту. Бұл кезеңдер негізінен уақытқа байланысты жүреді,
сондықтан бірінен-бірі алмасып отырады, демек белгілі бір отын мөлшерінің
құрамы мен жану температурасына бағытталады.
Жылу беру мәндері жылу энергияларының мөлшеріне байланысты,
демек отыннан бөлінген жылу мөлшері алынады. Осыған орай қажет болғанда
температуралар көтеріліп, қанығу температурасынан жоғары болады.
Қазандықтардағы жылу алмасу су
газ өткізбейтін жылужетектерінің
қабырғалары арқылы өтеді, оларды қыздырылған беттер деп атаймыз.
Қыздырылған беттер құбыр түрінде орындалады, құбыр ішінде судың үздіксіз
циркуляциясы жүреді, ал сыртында олар ыстық отын газдарымен шайылып,
жылу энергиясын сәулеөткізгіштермен қабылдайды. Осы кезде қазандықтарда
жылубергіш түрлері болады, оларға: жылуөткізгіштік, конвекция,
сәулеөткізгіштік.
Қыздырылған беттер конвективті және радиациялық деп екіге бөлінеді.
Белгілі бір уақыт ішінде бірлік аумақтар арқылы қыздырылған беттен
бөлінген жылу мөлшері жылу кернеулігін береді. Керенуліктердің мөлшері
шектелген, сондықтан қыздырылған бет материалының құрамы,
жылусақтағыштардың белсенді жылу мөлшері артып, қыздырылған беттің
жылуы өзгеріп отырады.
Жылу
беру коэффициентінің белсенділігі жоғары болса,
жылусақтағыштардағы
температуралар әртүрлі болады.
Осыған орай
қыздырылған беттің қызу жылдамдығы жоғары болады. Жылдамдыққа
байланысты жиілік артып отырады. Қазандықтардағы будың пайда болуы
белгілі бір жағдайларда жүреді. Экранды құбырларда бу пайда болады,және
бу пайда түзіледі. Булану процестерінің пайда болуы сұйықтықтың жеке
молекулаларына байланысты, демек беткі жаққа жақын орналаса отырып,
жоғары жылдамдықпен таралып, молекулалар арасында кинетикалық энергия
пайда болады. Көршілес молекуланың күштерін жеңе отырып, беткі қабатқа
таралады, сыртқы кеңістіктерге шығады.
Температураның артуына
байланысты булану
ұлғаяды. Кері түрлену процесін конденсация деп
атаймыз. Конденсация кезінде түзілген сұйықтықты конденсат деп аталады.
Бұлар буқыздырғыштар арқылы қызған металл бетін суыту үшін
қолданылады. Қазандықтардағы бу қаныққан және қыздырылған деп екіге
бөлінген. Қаныққан бу өз кезегінде құрғақ және ылғалды деп бөлінеді.
Жылуэлектрбекеттеріне қыздырылған бу қажет, сондықтан қыздыру үшін
буқыздырғыштар орнатылады. Аталмыш жағдайда буды қыздыру үшін
шиыршықты және коньюктивті жылу қолданылады, демек отынның жану
нәтижесінде газдар бөлінеді. Алынған бу Т=560 С температура мен Р=100
атм. Қысым кезінде алынып, технологиялық қажеттіліктерге қолданылады[1].
1.2 АРЖ құрудағы қолданылатын математикалық аппараттар
Ғылым мен техниканың дамуы, технологиялық процестердің күрделенуі
шығарылатын өнімдерге қойылатын талаптардың жоғарлануы автоматты
басқару жүйелерін құруда қазіргі кезде
математикалық әдістерді
пайдалануды қажет етеді.
Қазіргі кезде обьекті теңдеуі мен сыртқы әсерлер белгілі деп алынатын
детерминді әдісті автоматты басқару жүйесін синтездеуде және пайдалану,
тек жүйенің жұмыс істеу күйін алдын - ала бағалау үшін ғана емес және қажет
бола алатындығы анық.
Автоматты басқару жүйесін құру үшін ең алдымен басқарылатын
обьектінің математикалық
моделін тұрғыза білу керек.
Бұл есепті
экспериментті және аналитикалық жолдармен шешуге болады.
Көп жағдайда аналитикалық модель бейсызықты болып келеді.
Сондықтан есептеуді әрі қарай шығару үшін бейсызықты теңдеулерді Тейлор
мен Маклорен қатарларына есептеу арқылы теңдеуді сызықтандырады.
Беріліс функциясы бойынша салынған өтпелі процес бойынша жүйенің
реттеу сапасын бағалаудың аналитикалық әдісі шегеру теоремасын қолдануға
негізделген.
Жалпы автоматты жүйелерді уақыттық және жиіліктік аймақтарды
зерттеуге болады. Іс жүзінде бұл зерттеуді жиіліктік аймақта жүргізу жеңіл
болып келеді. Сондықтан автоматты реттеу теориясында реттеу жүйесін
талдау мен синтездеудің жиіліктік әдістері, жиіліктік сипаттамаларды
қолдану, трапециялық жиіліктік сипаттамалар бойынша өтпелі процестерді
тұрғызу әдістер кеңінен тараған. Ал жиіліктік әдістерді қолданудағы
математикалық аппараттар Фурье қатары мен интегралын пайдалануға
негізделген.
Кез
-
келген өндірістік
қондырғыда технологиялық процестің
бірқалыпты жүруі белгілі бір ереженің, қызмет алгоритмінің орындалуына
байланысты болады. Осы қызмет алгоритмін орындау үшін белгілі бір сыртқы
команданы орындайтын құрылғыны, не машинаны басқару обьектісі дейді.
Технологиялық процесті жүргізу үшін басқару обьектісіне әсер ететін
тиімді ықпалды басқару дейді. Егер бұл басқару адамның қатысуынсыз жүзеге
асса, оны автоматты, ал адамның қатысуымен болса қолмен басқару деп
атайды. Технологиялық процесті берілген қызмет алгоритмі бойынша өткізу
мақсатында обьектіге сырттан берілетін арнайы нұсқаулар жиынтығын
басқару алгоритмі деп атайды.
Басқару обьектісіне басқару алгоритміне сәйкес әсер ететін кез - келген
техникалық құрылғы автоматты басқару құрылғысы деп аталады.
Бір - бірімен байланысты және басқару алгоритміне сәйкес өзара
әрекеттесе жұмыс жасайтын автоматты басқару құрылғысы мен басқару
обьектісінің жиынтығы автоматты басқару жүйесі деп аталады.
Автоматты жүйе өзара байланысқан және белгілі бір қызмет атқаратын
дербес конструкциялық элементтерден тұрады, оларды автоматика
элементтері деп атайды. Элементтерді жүйеде атқаратын қызметтеріне қарай
салыстырушы, түзетуші, қабылдаушы, жоспарлаушы, түрлендіруші және
атқарушы деп ажыратады [2].
1.3 Автоматты басқару теориясының негізгі анықтамалары мен
классификациясы
Автоматика элементтерінің қолдану және технологиялық
ерекшеліктерін айқындайтын арнайы сипаттамалар мен параметрлері болады.
Басты сипаттамаларының біріне элементтің статикалық сипаттамасы
жатады. Статикалық сипаттама деп, тұрақталған режим кезінде Хшығ
шамасының Хкір шамасына тәуелділігін айтады:
Хшығ=f(Хкір).
(1.1)
Динамикалық сипаттама элементтердің динамикалық режимінде, яғни
кірістік шаманың шапшаң өзгерген сәттеріндегі жұмысын бағалау үшін
пайдаланад. Оны өтпелі сипаттамамен, беріліс функциясымен және жиілік
сипаттамаларымен өрнектейді. Өтпелі сипаттама Хшығ шығыстық шаманың t
уақытқы тәуелділігін көрсетеді: Хкір кірістік сигналының секірмелі өзгерісі
кезінде
Хшығ= f(t).
(1.2)
Хшығ шығыстық шаманың Хкір кірістік шамасына қатынасын статикалық
беріліс коэффициенті деп атайды,яғни
Кст = Хшығ Хкір.
(1.3)
Бейсызықты сипаттамасы бар элементтер үшін Кд динамикалық беріліс
коэффициентін пайдаланады
Кд =ХшығХкір ·Ксал. Ксал .
(1.4)
Салыстырмалы беріліс коэффициенті элементтің шығыстық шамасының
салыстырмалы өзгерісінің кірістік шамасының салыстырмалы өзгерісіне
қатынасына тең
Хшы .н
Хкір Хкір.н
.
(1.5)
Хшығ.н. мен Хкірн. шығыстық және кірістік шамалардың номинал мәндері.
Сезімталдық деңгей шығыстық шаманың айтарлықтай өзгерісі
байқалатын кірістік шаманың ең кіші мәні. Ол элемент кострукциясындағы
тетіктер арасындағы үйкеліс, саңылаужәне люфтінің салдарынан болады.
Ауытқу бойынша басқару принципі пайдаланылатын автоматты
тұйықталған жүйелердің артықшылығына кері байланыстың болуы жатады.
Ақпарат басқарушы ықпалмен салыстырғанда кері бағытта берілетін каналды
кері байланыс деп атайды. Кері байланыс оң және теріс, қатаң және икемді,
негізгі және қосалқы болып ажыратылады.
Басқару жүйесінің құрылымдық график бойынша кескіндеуді
құрылымдық сұлба дейді. Құрылымдық сұлбасындағы бөліктері арасындағы
берілетін әсердің жолын көрсететін қарапайым құрамдас бөлігін құрылымдық
сұлбасының байланысы деп атайды.
Жүйедегі сигналдардың түріне сәйкес автоматты басқару жүйелерін
үзіліссіз және дискретті деп ажыратады.
Егер басқарылатын шама орнықты режимде сыртқы қобалжыту әсеріне
тәуелді болса, онда АБЖ статикалық деп аталады, ал егер де тәуелді болмаса
астатикалық деп аталады.
Статикалық сипаттамалардың сипатына сәйкес немесе жүйе
элементтеріне өрнектейтін дифференциалдық теңдеудің түріне қарай
жүйелерді сызықты және бейсызықты деп бөледі. Сызықты жүйелердегіКсал= Хшы
барлық элементтер сызықты алгебралық және дифференциалдық
теңдеулермен жазылады.нгер жүйедегі ең болғанда бір элементтің кірістік
және шығыстық сигналдарының арасында бейсызықты тәуелділік болса, онда
ол жүйе бейсызықты , мұндай жүйелердің сипаттамаларын сызықты
сипаттамалар арқылы жуықтауға болмайды.
ЖЭО математикалық модельдерін әр деңгейде басқару критерийлерін
реттеу және технологиялық процесті
сипаттау үшін құрылады.
Технологиялық процестерді математикалық сипаттауында орныққан
жағдайды сипаттаушы статика моделі, ал өтпелі режимді сипаттаушы
динамика моделі қолданылады.
Жүйенің орнықтылығы деп оның тепе - теңдік күйінен ауытқуына себеп
болған әсерді алып тастағаннан кейін, бастапқы орнықтылық қалпына оралу
қабілеттілігін айтады. Орнықтылыққа зерттеу бойынша бірнеше әдістері бар:
Раус - Гурвиц критерийі, Михайлов критерийі және Найквитс критерийі [3].
Автоматты реттеу жүйесі технологиялық процестің параметрлерін әр
мезеттегі мәндері туралы мәліметті адамның қатысуынсыз алуға арналған
құралдар мен әдістерді қамтиды.
1.4 Кәсіпорын жобасының өзекті мақсаты
Жобаны автоматтандыру жүйесінің негізгі мақсаттары мен міндеттері:
Жоғары экологиялық және технологиялық стандарттарға сай, озық
технология мен жабдықтарды қолдана отырып, тұтынушыларды отын
қуатымен қамтамасыз ету.
Қазандық оттығының сиретудің сенімді жұмысы берілген оттықтың
сиретуін асып кетпеген жағдайда қамтамасыз етіледі.
Қазандықтың оттығындағы сиретудің автоматты реттеу жүйесін құру.
Адам еңбегінің мәні, ол машиналар мен механизмдерді басқарып,
орнатады (құрылғыларды қосып немесе ажыратып отырады және т.б) және
олардың жұмысын үздіксіз бақылайды немесе өлшеуіш аспаптарды қарайды.
1.5 Басқару нысанының техникалық мінездемесі
Жұмыстың негізгі зерттеу нысаны жылытқыш ЖЭО-нің П бейне
сұлбасында жасалуында. Түптұлға ретінде БКЗ - 320140ГМ (Алматылық
ЖЭО-1) үлгісін қарастырайық. БКЗ - 320140ГМ қазан агрегаты -
бірбарабанды вертикальды суқұбыры, газды жағу (негізгі отын) және мазут
алу кезінде биік қысымды буды алуға, сонымен қатар қанық қатты
қыздырылған буды өндіруге, жылумен қамтамасыз ету мен ыстық сумен
жабдықтауға, өнеркәсіпте технологиялық мұқтаждық ретінде қолданылады.
Қазан агрегаты П бейне сұлбасында құрастырылды. Оттық алғашқы көтеріліп
келе жатқан газөткізгіштік болып табылады. Судың қазандық көлемі - 50 м3;
будың қазандық көлемі - 33 м3 (1.1 кесте). Төменгі жақтан отыққа отынның
жануы үшін ауа үрлеу вентиляторы арқылы беріледі. Отынның жану үдерісі
биік температурада өтеді, сондықтан экранды құбырлы қазандық сәулелендіру
жолымен жылуды өзіне біраз бөлігін қабылдайды. Отынның жану өнімі,
басқаша газ атауы, қазандық газ жолына өтіп, бұл ретте бу қыздырғыштың
жоғарғы жағы жылынып, дабылдар қазанына түсетін нәрлі судың
температурасы 200 оС жақын экономайзер (отынды үнемдеу үшін өндіріс
қазанындағы су мен ауаны жылытатын аспап) құбырын қоршайды. Содан соң
газ түтіні түтіндік арқылы өтіп, ауа жылытқышқа түседі. Одан газ түтін
мұржасы арқылы атмосфераға шығады. Қазандағы су және газ құбыр арқылы
өтеді. Бу дабыл қазанынан өтіп бу құбырына түседі. Ең маңызды қазандық
конструкциясының көрсеткіші церкуляциялық зейіні болып келеді. Су және
бу қоспасының біркелкі және жіті церкуляциясы судан ажыратылған көбіргіш
қабырғасынан газ және бу шайылуына мүмкіндік береді. Сонымен қатар
көбіктің қабырғаға бөлінуіне кедергі жасап, төмен температураны қамтамасыз
етіп отырады (200-400 оС). Бу қазандығы табиғи қазандық циркуляциясына
қарайды[4,5].
1.1 к е с т е - Технологиялық параметрі
1.6 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
Қазандықты реттеудегі негізгі реттеуші өлшемдер (1.1 суретті қараңыз)
көрсетілген. Қызған бу шығыны Gпп оның қысымы pпп, температурасы tпп.
Қысымы мен температурасы тұрақтанған мәндер шегінде ұсталады, ал бу
шығыны айнымалы болып келеді, ол турбогенератордың жұмыс істеу
режимінен тәуелді. Барабанды қазандық үшін негізгі автоматты реттеу
обьектілері: қысым Р, қызу температурасы t ,ауа шығыны Qг , қазандық
оттығын сиретуі ST , барабандағы су деңгейі Hб, қазандық суының құрамы
NaCl [6,7].
Турбина алдындағы бу қысымын қысым реттеуіштен тұрады ГПЗ, ол
сигналды қазандықтағы отын беру реттеуішіне жеткізеді. Арнайы жиілік
реттеуіші болып турбина роторының айналу жиілігі ұсталады. Қызған бу
температурасы +5,-10°C үлкен нақтылықпен ұсталуы керек. Оны реттеу үшін Параметр
Бірлік
өлшемі
min
үлгі
ax.
Өнімділік
тч
320,0
Ыстық будың температурасы
о
С
560
Қазандық дабыл қысымы
2
кгссм
156
Экономайзерден кейінгі нәрлі су
температурасы
о
С
220
230
240
Оттықта ыдырату
мм.рт.ст.
-25
25
Дабыл деңгейі
Мм
-315
0
+315
Нәрлі су шығыны
тч
0
160
Ыстық бу қысымы
2
кгссм
140
әдетте
бусуытқыш 7 арқылы реттейді, кейде
қазандық газөткелдерінде
газдың рециркуляциясы тәсілімен реттеледі. Бу қызуын бусуытқышқа келетін
қорек су көлемінен реттеледі. Будың температурасын реттейтін реттегіштерге
екі сигнал түседі: реттейтін температура бойынша негізгі және реттеуіштен
кейін температура өзгеруі жылдамдығы бойынша қосымша сигнал. Реттеуіш
бусуытқышқа жіберілетін суық судың реттеуші клапанына РПК әсер етеді.
Жалпы ауа шығынын реттеу қазандық жүктемесі -- ауа шығыны
сигналдарын ұстауы арқылы отын жағу режимінде экономдауға әкеледі.
Реттеуіш үрлеу вентиляторлары ДВ аппараттарына әсер етеді. Оттықтағы
сиретуді реттеу тұрақты реттеуіш арқылы жүзеге асады, ол оттықтың
төбесінен сәйкес сигнал алып бағытталған ауасорғышына ДС әсер етеді.
Бүкіл барабанды қазандықтың дұрыс жұмыс істеуіне қазандық қорек суын Gпв
автоматты реттеу болып табылады. Агрегаттың жұмыс істеу режимі
өзгергенде қорек су көлеміне қажеттілік өзгереді. Қорек реттеуішіне үш
сигнал түседі:қазандықтын бу шығыны Gпп бойынша, қорек су көлемін Gпв
беру бойынша, барабандағы су деңгейі Нб бойынша. Осы сигналдың ауытқуы
салдарынан реттеуіш қазандыққа су беруін реттейтін клапанға РПК әсер етеді,
немесе насостың реттеуіш органына.
Жану процесін үнемдеулеп реттеу. Негізгі реттегіштің тиімді тәсілі
үрлеу үрлегіші арқылы отынға жіберілетін бу қыздырғыштың артық ауасының
ауа көлемін өзгеруіне қызмет етуі. Негізі жану процесінде үнемдеуге
байланысты ауа беру автоматты басқарудың бірнеше түрлері бар: отын -
ауаны үнемдеп реттеу, бу - ауаны үнемдеп реттеу, жылу - ауаны үнемдеп
реттеу, жүктеме - ауаны үнемдеп реттеу. Осының ішінде біз жүктеме - ауаны
үнемдеп реттеуді қарастырамыз. Қосымша түтін газында оттегі сигналы бар
жүктеме - ауаны үнемдеп реттеу. Оттегі отын жану өнімінің құрамында
болуы артық ауа арқылы сипатталады және отын құрамында әлсіз тәуелді.
Сондықтан оттегі автоматты реттегіште кірердегі сигналы болып
қолданылады, ауа шығынына әсер ететін және толық мақсатқа сәйкес. Бірақ
бұл тәсілдің іске асуы сенімділіктің және тез әрекет етуші газанализатор
оттегінің болуынан қиындатылған. Сол үшін өндіріс жағдайларында ауаны
реттеу тікелей жіберу сұлбасы таралған, ал оттегі түзету әсерімен. Жылу ауа
артық ауаны ұстауы және бу - ауа қарапайымдылығы және сенімділігімен
ерекшеленеді, бірақ нақты емес. Бұл жетіспеушілік жүктеме - ауа қосымша
оттегі арқылы шешілген. Бұл жүйеде реттегіш ұйытқыту негізінде және
ауытқумен бірге қосылған. Ауа жіберу реттегіш 1 басты сигнал шығынымен
өзгереді немесе 5 түзету қысым реттегіші, қазан жүктеме автоматты реттегіші.
Пропорционалды ауа шығын сигнал әрекеті біріншіден ауа шығының
ұйытқуы шектету , үнемдеу реттегішіне байланыссыз; екіншіден, негізгі ауа
жіберу реттегіші процесін тұрақтандырады, өйткені бір уақытта кері
байланыспен бірге қызмет етеді. Қосымша түзету сигналын кірістіру оттегі
құрамымен барлық үнемдеу реттегіш жүйесінде ауа арттықтығын,
нақтылығын жоғарлатады. Қосалқы түзету реттегішін оттегі жүктеме - ауа
реттегіш сұлбасында ошақ ұйытқуы кезінде ауа жіберуін басқарады және
ошақта артық ауаны ұстап тұруын қамтамасыз етеді. Қазандықтың реттеуіш
органдарының бірі ауытқуы салдарынан авариалық жағдайға алып келеді.
ГПЗ -- Бас булық қозғалтқыш; РПК -- реттеуші қоректендіруші клапан;
1 -- ошақ; 2 -- циркуляциондық контур; 3 -- түсірілген құбырлар; 4 --
барабан; 5,6 -- буқыздырғыштар; 7 -- бусыутқыш; 8 -- экономайзер; 9 --
ауақыздырғыш.
1.1 сурет - Барабанды қазандықтың приципиалды технологиялық
сұлбасы
Кейбір реттеуші бөліктердің шығыс мәндері біруақытта басқаларына
қатысты кіріс мәндері болып табылады. Мысалы, Gпп қызған бу шығыны ВТ
отын шығынына байланысты шығыс шама болып табылады, ал қызған будың
температурасы мен қысымына қатысты кіріс шама болып келеді және
барабандағы бу қысымы рб отын шығыны бойынша шығыс шама болса, ал
барабандағы су деңгейін реттеу Нб бойынша кіріс шама болып келеді.
Қазандық басқару обьектісі ретінде бірнеше кіріс және шығыс шамалары
байланысқан күрделі динамикалық жүйе болып табылады ( 1.2 суретті
қараңыз) [8].
1.2 сурет - Барабанды қазандықтың макролық сұлбасы
1.7 Дипломдық жоба есептерінің қойылымы
ЖЭО - ында технологиялық процесті басқарудың негізгі есептерінің бірі
өндіретін және пайдаланатын энергия аралығында үздіксіз сәйкестігін ұстау
болып табылады. Бұл мәселелерді АРЖ көмегімен бөліктеп орындауға
болады.
- қазандықтың оттығындағы сиретудің жұмыс істеу принципін
талдап,оттықтың сиретуінің бақылау контурын зерттеу;
- басқару нысанының беріліс функциясын анықтау;
- қазандықтағы оттықтың сиретуді бақылау контурын зерттеп,реттеу
заңын тандап реттеуіштің оптималды параметрлерін анықтау;
- қазандықтағы оттықтың сиретудің автоматты реттеу жүйесінің
сапасын анықтау;
- қазандықтағы оттықтың сиретудің АРЖ-нің құрылымдық схемасын
құру және техникалық құралдарын таңдау;
- экономикалық негіздеу бөлімінде қазандық оттығының сиретуінің
экономикалық тиімділігін анықтау;
- еңбек қорғау бөлімінде жылу тұтынатын қондырғылар мен
тұтынушылардың жылу желісін қолдану кезіндегі қауіпсіздік шараларын,
зиянды өндірістік факторларын талдау.
2 бөлім. Қазандық оттығындағы сиретудің автоматты реттеу
жүйесін құру
2.1 Барабанды реттеу қазандығының автоматты жүйесі
Барабанды бу қазандығының конструкциялы маңыздылығы - көп
өлшемді жүйенің ажыратуын
реттеп, жану отынның сапа процесін
жоғарылату жүйесін және барабандағы су деңгейіне ыстық бу деңгейін
тұрақтандырады [9].
2.1.2 Отынның жану сапасын реттеу жүйесі
Бұл жүйенің жұмыс істеу сапасының көрсеткіші ең төмен ықтималмен
отынның салыстырмалы шығыны болып табылады. Алайда тура шұғыл
басқарма бұл көрсеткішке ықтимал бола алмайды себебі, отын шығыны және
энергия блок қуатының есептелімі ұзақ интегралды табумен байланысты. Сол
себептен жанама реттеу аумағына көп ізденіс жүріп, шығынның минимумға
жақындығына кепілдік береді. Жоғары сапалы отынның жануы ауаның
толығымен отыққа тағайындалуына байланысты (2.1суретте). Көрсетілген
автоматты реттеу жүйесі сұлбасы, есепті орындайтын отын-ауа атауына да
ие. Ауаны реттегіш оттық РВ реттеуші ауаны тарту мүшесіне әсер етеді. Ол
ауа шығыны қалдығы GВ және командалық блокта өндірілетін КБ, шығын
отынның өзгеруі GT бойынша берілген есептігі GВ 3 бойынша есептелінеді.
Режимдік карта берілу әсері арқылы түзетілуі мүмкін.
2.1 сурет - Отынның жану сапасын реттеу жүйесінің сұлбасы
Отын шығыны түзетілгіш қысым буы арқылы өзгертілгендіктен,
берілген схеманы мезгілдес қысым буы мен отынның жану сапасын
автономды екіқалыпты жүйе ретінде қарастыруға болады. Түзетілген
сұлбаның екінші нұсқасы отынның жану сапасы отын жану сапасы мен
оттекке кететін газ құрамы заңдылығын құрайды. Бұндай сұлба жүйесі (2.2
суретте) көрсетілген. Бұл каскадты сұлба, басты реттеуші оттек мазмұнын
реттеуші PO2 , реттеуші ауа шығынына РВ жүйе құрамындағы отын-ауаға
қосалқы әсер етеді. Берілген ауа шығыны отын шығынына байланысты.
Каскадты схема оттек құрамындағы кеткен газ аспапты-анализатор қолдану
біркелкі кеш басталды.
2.2 сурет-Отынның жану сапасы мен оттекке кететін газ құрамының
сұлбасы
2.2 Қазан оттығындағы сиретуді реттеу жүйесі
Отынның жану сапасын реттеу жүйесімен қазанның оттығындағы
сиретуді pТП реттеу жүйесі тікелей байланысты (2.3сурет).
Бұл реттеуші
нысан жүйесі жақсы реттеуші сипатқа ие (шағын серпін және кешігу),
сондықтан қарапайым бірконтурлы сияқты орындалады сирету реттеуішке
СР отықтың жоғарғы бөлігінде орналасқан сиретуден сигнал келеді және түтін
сорғыш аппараттардың қалпын Д .С өзгеруіне ықпал етеді. Сиретуді реттеу
жүйесінде бастысы ауа шығынының өзгеруі болып табылды. Оттықтағы
сиретуге деген реттеуішінің әрекетін жою үшін осы реттеуіштің реттеуші
ықпалын желдеткіштің бағыттаушы аппаратына тигізіп қоймай, СР кірісіне де
көрсету қажет. СР кірісіне ықпал ету кезінде СР-ті таңдап алынған ауытқудың
орнын толтыру блогында я тиісінше өзгерту керек. Бұл сұлбадағы
желдеткіштер бағыттаушы аппараттарының қалпын өзгерту дереу
түтінсорғыштардың бағыттаушы аппараттарының қозғалысына әкеледі,соған
байланысты оттықтағы сирету іс жүзінде өзгеріссіз қалады. АӨ блогынан
берілген сигнал қалыптасқан режим мәндерін өзгертпеуі үшін жоғалмалы
болуы керек.
2.3 сурет- Қазан оттығындағы сиретуді реттеу сұлбасы
2.3 Қазан оттығының деңгейін реттеуші жүйесі
Қазіргі кездегі қазандық оттық деңгейінің реттеуші сұлбасы (2.4
суретте) көрсетілген. РУ реттеуші деңгейі өлшенген сома (салмақты
коэффициенті кернеу құрылым БФ блокта және өтем блогында КФ
қондырылады) оттығы, барабан деңгейінің hб (t) есептелу мақсатын (көбіне
реттеуші көлемі), нәрлі су шығыны GП .В (t) (ауыстырмалы жәрдемші жағдайы)
және қазандық будың ыстық шығыны GП .П (t) (ашуландыратын ықпал).
Сонымен, ақпараттық құрылым (2.4cуретті) қарастырып отырған жүйе
реттеуші жүйе құрылымын жәрдемші реттеу көлемі және өтемін өтеу жүйесі
арқылы қарастырылады. Реттеуші жәрдем көлемі өтемнің пайда болуының
жоғалуынан құралады. Жүйе тоқтаусыз жұмыс жасауы үшін салмақты
коэффициент БФ және КВ қолданылған режим
GП.В GП.П
өзара
компенсацияланды. Бұл жүйені қолдану маңыздылығы қайнау деңгей
эффектісі жоғарғы деңгейімен тығыз байланысты. Оны төменнен көруге
болады.
2.4 сурет- Қазан оттығының деңгейін реттеу жүйесінің сұлбасы
Белгілі бір уақыт кезінде турбина реттеушісі бу өтетін клапандарын
ашық қалдырса, қыздырылған будың шығыны қазандықтарда GП .П артады.
Осы кезде қазандық барабандарындағы су деңгейлері түсіп, нақты деңгейлік
артады (қайнау), белгілі бір уақытқа байланысты дұрыс бағыттар дамып
(кемиді) отырады. Экранды құбырлар мен қазандықтардың барабандарында
жоғары қысымды су пайда болып, сулыбу қоспасы пайда болады. Демек
көлемі қысымға байланысты болады. Құбырлардың клапандары ашық болса,
барабандардағы беткі булану кезінде қысым, сулыбу қоспасының мөлшері
артады. Осыған орай деңгейлер артып отырады.
Аналогты түрдегі
құбылыстар құбыр клапандарының деңгейлік сипатымен түсіндіруге болады.
Кері бағаттардағы РУ реттеуші өзінің жұмысын өзгертеді. Белгілі бір уақытқа
байланысты, қайнау құбылыстары жойылып, дұрыс бағыттағы жұмыстар
болады. Осыған орай дұрыс емес бағыттағы жұмыстар түзетіледі. Бу
шығындарының орындарын толтыру арқылы реттеушінің жалған әрекеті мен
қозғалыстарын жоямыз.
2.4 Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесі
Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесінің сұлбасы П .П
буқыздырғыштар арқылы сипатталып, 2.5 суретте берілген.Бұл сұлба жаңа
реттеуші өлшемдермен беріліп, бу температурасы бусуытқыштарда П .O
өзгеріп отырады. Жүзеге асырылған белгінің қалыптасуына орай реттеушідегі
температуралар РТР белгілі бір режимде қалыптасады. Жаңа реттелген
өлшемдерді қолдану туралы ақпараттар арқылы бусуытқыштарға өткен
өлшемдерімен оқшаулап, ПО (бусытқшытардағы бу температурасының
өзгерістері суытқыш сумен тығыз байланысты) отырады. Бусуытқыштардағы
суытқыш сулардың беру клапандары арқылы реттеу қозғалыстары өзгеріп
отырады О.В [10].
2.5 сурет - Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесінің
сұлбасы.
2.5
Қазандық барабандарының қоректенуін автоматты түрде
реттеу жүйесі
Қазандық агрегаттарының қоректену көздерін ретету арқылы шығару
мен су буларын беру арасында материалдық баланас орнайды. Материалдық
баланастарды сипаттаушы өлшемдер ретінде қазандық барабандарындағы су
деңгейлері алынған.
Қазандық агрегаттарының жұмыстары көптеген жағдайда деңгейлерді
реттеу арқылы анықталады. Белгілі бір шектерге дейін деңгейлік кемулер
бойынша құбырлардың экрандарындағы циркуляциялар бұзылып,
нәтижесінде қыздырылған құбырлардың қабырғалық температуралары
артады. Демек күйіп кету орын алады. Барабандардағы деңгейлердің артуына
байланысты апатты жағдайлар орын алады, яғни буқыздырғыштар мен
құбырларға берілген судың мөлшері артады. Осыған орай буқыздырғыштар
тұздармен тозып, түтіктері сынады.
Жоғарыда айтылғандар бойынша белгілі бір шектердің артуы мен кемуі
белгілі бір уақытқа байланысты болады. Осыған орай нақты деңгейлік
талаптар жоғары болады.
Қорек көздерін реттеу сапасы арқылы берілетін сулардың деңгейлері
нақты болады. Осы кезде қазандық сумен толып, қорек суларында
температуралық кернеулер мен металл экономайзерлері белгілі бір сипатта
болады.
Егер стационарлық режимде қазандық барабандарындағы судың
материалдық баланстары анықталса, олардың көлемдік сипаты өзгеріп
отырады. Демек бірнеше кедергілер болады,солардың ішіндегі негізгілеріне:
а) қорек суларының шығын өзгерістері;
б) тұтынушылық жүктемелердің өзгеруіне байланысты қазандықтардағы
булардың өзгеру көлемі;
в) отын мөлшерінің өзгеруіне байланысты қазандықтағы бу өндірісінің
өзгерістері;
г) қорек суларының температуралық өзгерістері.
Әртүрлі арналар арқылы қазандық барабандарындағы деңгейлердің
динамикалық құрамын қарастыру мен әсерлерді реттеу.
2.6 Отындардың жануын реттеу
Тұрақты және жоғары (шамамен 20 -- 30 Па) жану мен тұтанудың орын
алуына орай жану режимдерінің қалыпты шарттары орын алады. Осыған орай
отыннан бөлінген газ арқылы алау тұрақтылығы орнап, отынға берілген
ауаның материалдық баланстық көрсеткіштері мен шыққан газ мөлшері
анықталады. Тұтану нысандарыни реттеу арқылы отын камерасына бұрылысы
камералары қосылып, түтіндерді келтеқұбырлар арқылы сорып аламыз. Осы
аумаққа енген реттеуші әсерлерге түтін газдары жатады, демек
түтінсорғыштармен анықталады. Сыртқы әсерлерге агрегаттардың жылу
мөлшеріне байланысты ауаның шығыны жатады, демек ішкі бұзылыстарға
газдыауа режимдерінің бұзылыстары кіреді. Бұлардың барлығы шаң-тозаң
шығарушы жүйенің жұмысымен тығыз байланысты,демек күйелерді жою
шаралары орындалады.
а -- газ шығындарына орай отынды жоғарыдан тұтандыру процесі
ДВДГ; б -- тұтануды реттеу сұлбасы.
2.6 сурет - АРЖ отындағы тұтану
Отындардың жоғарғы бөліктеріндегі тұтану қисықтарының өзгеруіне
орай Рқо, отын газдарының шығындары (2.6 суретте) берілген. Тұтану
аумақтары бірінші кезекте өздігінен тұтануға байланысты болады.
Алаңдардың кері теріс құрамына орташа мәнді реттелген өлшемдер жатады.
Рқо амплитудалық өзгерістері шамамен 30 -- 50 Па (3 -- 5 мм ст. су) , ал
жиіліктері бірнеше герцке жетеді.
Бастапқы өлшеу құралдарының
пульсацияларын тегістеу үшін арнайы демпфирлеуші қондырғылар
қолданылады, оларға: дроссель түтіктері, шайбалар, жоғары диаметрлі
түтіктер мен аралық баллондар жатады. Ол үшін элеткрлік демпфер алынып,
олардың блоктары реттеу құралдарының элеткрлік сұлбасы арқылы беріледі.
Реттеу әдістері мен сұлбалары. Тұтануды реттеу әдетте шыққан
газдардың өзгерістері арқылы орындалады, демек түтінсорғыштар арқылы
қалыптасып отырады. Осы кезде берілістерді реттеуге болады:
- көп осьтік дроссельдік бұрғыштар;
- бағыттаушы құралдар;
- гидромуфтаалар мен түтінсорғыштардағы жұмыс дөңгелектерінің
айналу саны, айналу жиіліктері.
Реттеудің салыстырмалы әдістері мен графикалары тартқыштардағы
элеткрлік энергиямен анықталады.
Бір импульсті ПИ-реттеуішпен реттелетін сиретудің сұлбасы ең көп
таралған.Реттелетін шаманың қажетті мәні сиретуді реттейтін қолмен
орнатқыштың көмегімен орнатылады (1).Ауа реттеуішінің (3) қосылуы
келетін ауа мен кететін газдардың арасындағы материалдық баланстың
бұзылуына әкеледі.Бу генераторы реттеу режимінде жасағанда жылулық
жүктеменің жиі өзгерістері байқалуы мүмкін соған орай ауа шығыны өзгеруі
мүмкін. Осындай баланстан ауытқудың жиі пайда болуы және сирету
реттеуіштің шапшандығының өсуі жайында ескерту үшін сиретудің ПИ-
реттеуішіне ауа реттеуішінен динамикалық байланыс құрылғысы (2) арқылы
қосымша жоғалатын әсер еңгізу керек.
Динамикалық байланыстың
құрылғысы ретінде, көбінесе, тек ауа реттеуіші қосылған кезде кіріс сигналы
сирету реттеуішінің кірісіне келетін
RC-тізбегін
қолдануға болады.
Динамикалық байланыс құрылғысына әрекеттің бағытталғандығы тән, яғни
тек сирету реттеуіші жүргізу реттеуіші бола алады.
2.7 Қазандық оттығын сиретудің беріліс функциясын анықтау
Реттеу нысаны болып қазандық оттығын сирету болып табылады.
Реттеуіштің баптауын және қазандық оттығын сиретуін автоматты
реттеу жүйесін есептеу қажет.
Реттеу объектісінің математикалық моделі кешігуі бар бірінші ретті
апериодты буын.
Буынның беріліс функциясы келесі түрде болады
н
.
(2.1)
Нысанның өтпелі сипаттамасы 2.7 суретте келтірілген [Плетнев].
2.7 сурет- Сиретуді реттеудің өтпелі сипаттамасының графигі
-нысанның беріліс коэффициенті k=1;
- нысанның тұрақты уақытысы Тн =7с.
Нысанның беріліс функциясы
н
.
(2.2)
2.8 Реттеуішті таңдаудың түсініктемесі
Кешігу уақытының нысанның уақыт тұрақтысына қатынасы нТн
реттеудің динамикасына елеулі әсер ететіні белгілі. Анықталатын қатынасы
бойынша реттеуіштің түрін таңдап алуға болады [Энциклопедия по
разработке САР].
2.1 к е с т е - нТн қатынасы бойынша реттеу заңын және реттеуіш типін
таңдауы көрсетілген
0 нТн0,05 болғандықтан үздіксіз ПИ реттеуіш таңдалады.Соған
байланысты деп аламыз.
Реттеу заңын және реттеуіштің типін таңдаудағы негізгі мақсат -
реттеуіштің минималды құнында және максималды сенімділікте белгіленген
реттеудің сапасын қамтамасыз ете алатын реттеуіш типін таңдау.
Техникалық және физикалық басқару нысандары және оларды реттеу
қондырғылары уақыт бойынша үздіксіз екені белгілі. Қазіргі өндірістегі нТн
қатынасы
Нысан сипаттамасы
Реттеу заңы және
реттеуіш типі
нТн
қатынасы
инерциондық және
кешігу бойынша
реттеу деңгейі
бойынша
Реттеу заңы және
реттеуіш типі
0 нТн0,05
Кешігу жоқ
Өте жақсы
реттелмелі
Релелік, үздіксіз
П-,ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,05 нТн0,1
Үлкен инерционды
және кешігуі аз
Өте жақсы
реттелмелі
Релелік, үздіксіз
П-,ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,1 нТн0,2
Елеулі транспорттық
кешігумен
Жақсы
реттелмелі
Релелік, үздіксіз
П-,ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,2 нТн0,4
Елеулі транспорттық
кешігумен
Реттелмелі
Үздіксіз немесе
цифрлі ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,4 нТн0,8
Елеулі транспорттық
кешігумен
Қиын
реттелмелі
Үздіксіз немесе
цифрлі ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,8 нТн1
Үлкен транспорттық
кешігумен
Өте қиын
реттелмелі
Үздіксіз немесе
цифрлі ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
нТн1
Үлкен транспорттық
кешігумен
Өте қиын
реттелмелі
Алдын алуы бар
цифрлі реттеуіш
барлық нысандар үздіксіз болып табылады, сондықтан нақты нысанға реттеу
заңдарын типтік орындау қондырғылары арқасында жеңіл бейімдеу және
реттеу заңдарын жеңіл әрі икемді өзгерту мүмкіндігі болуына байланысты
үздіксіз нысанды реттеу қолданылды.
Қатынас 0 0,05 болғандықтан, реттеу үшін үздіксіз ПИ-реттеуішті
қолданамыз.
Үздіксіз ПИ-реттеуіш келесі артықшылықтарға ие:
- реттеудің нөлінші статикалық қателігін қамтамасыз етеді;
- икемдеудің жеңілдігі, тек екі параметрлер, яғни күшейткіш
коэффициенті Кр және уақыт тұрақтысы Ти бар. Мұндай реттеуіште қатынас
шамасын Кр Ти--min дейін жоғарлатуға мүмкіндігі бар, бұл реттеудің
минималды орта квадраттық қателігі бойынша басқаруды қамтамасыз етеді;
- ПИД-реттеуішке қарағанда, өлшеу каналында шуға аз сезімталдығы.
2.9 Реттеу контурын зерттеу және жүйенің құрылымдық сұлбасы
Үздіксіз басқарудың жұмыс принципі үздіксіз тапсырманы, ауытқуды
және басқарушы шаманы датчиктер және үздіксіз кодқа түрлендіруге
негізделген. Санмен берілген шама үздіксіз түрлендіргіш аркылы таңдалған
автоматты реттеу алгоритміне сай өңделеді. Дипломдық жобада ПИ-реттеу
заңымен өңделеді. Алынған шама автоматты реттеу жүйесінің басқарушы
механизміне беріледі.
Үздіксіз процессор тапсырма мен басқару шамасын салыстырады,
реттеу қателігін уақыт бойынша санды интеграциялайды және оған
пропорционал шаманы есептейді, оларды қосып, уақыт бойыша үздіксіз
регуляторға эквивалентті сигнал алады және нәтижені үздіксіз
түрлендіргішке жібереді.
Үздіксіз түрлендіргіш алынған санды мәннің тізбегін бірқалыпты уақыт
функциясына түрлендіреді.
2.8 суретте автоматты реттеу жүйесінің функционалды сұлбасы
көрсетілген.
2.8 сурет - Автоматты реттеу жүйесінің функционалды сұлбасы
Нысанның автоматты реттеу жүйесінің құрылымдық сұлбасы 2.9
көрсетілген.
2.9 сурет - Тұйықталған жүйенің құрылымдық сұлбасы
Автоматты реттеу жүйесінде үздіксіз реттеуіш таңдалынды, басқару
нысанның беріліс функциясы үздіксіз:
- Wрет - реттеуіш;
- Wом - орындаушы механизм;
- Wн - нысан объектісі;
- Wөқ - өлшеу құралы.
2.10 Реттеуіштің оптималды параметрлерін анықтау
Реттеуіштің оптималды есептің мақсаты- реттеудің оптималды процесін
алу.Реттеуіштің оптималды процестері келесі талаптарға сәйкес келу керек:
1.Өтпелі процестің өшу интенсивті болу керек.
2.Реттелетін шаманың максималды ауытқуы ең кішісі болуы керек.
3.Өтпелі процестің ұзақтығы минималды болу керек.
Реттеу сапасының, яғни өтпелі процестің бағалаудың әртүрлі жанама
критерилері бар.
Көп жағдайда сапаның интегралды критерилері қолданылады.
Ең қарапайым интегралдау критерий сызықтық критерий
∫
(2.3)
Интеграл реттелетін шаманың тұрақталған мәні аймағындағы қисықпен
сипатталатын аудандардың алгебралық қосындысынан тұрады [11].
Бұдан басқа, егер жүйенің сипаттамалық теңдеуінің барлық түбірлері
келесі шартты қанағаттандыратын болса, онда ол берілген мәннен тқмен емес
тұрақтылық қоры болуы керек
(2.4)
мұндағы
жіберілетін мәні,
тұрақтылық қорының түбірлік көрсеткішінің
.
2.2 к е с т е -
сөну дәрежесінің әртүрлі мәндеріне m келесі мәндері сәйкес
келеді
Реттеуіш үздіксіз режимде жұмыс жасайды. Басқару нысанның беріліс
функциясы үздіксіз, кешігуі жоқ бірінші ретті апериодты буын. Бірақ нақты
кез-келген жүйеде кешігу болғандықтан,
бойынша 0,05 тең деп алынды, кешігу уақыты
функциясы
қатынасының мәні 2.2 кесте
. Нысанның беріліс
н
н
.
(2.5)
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Бұл дипломдық жобада ЖЭО-ғы барабанды қазандықтың автоматты
реттеу жүйесі қарастырылған.
Қазандықтардың автоматты реттеу жүйесі берілген параметрлерді
сақтау кезінде құрылғылардың өнімділігінің өзгеруін қамтамасыз етеді.
Сонымен қатар қазандықтың қорғанысын, сенімділігін және үнемділігін
көтереді, қызметкерлердің санын азайтуға және еңбек жағдайын жеңілдетуге
мүмкіндік береді.
Дипломдық жобаның мақсаты қазандықтың оттығындағы сиретудің
автоматты реттеу жүйесін құру.
Негізгі алға койылған мәселелер:
1. Қазандықтың оттығындағы сиретудің жұмыс істеу принципін талдап,
оттықтың сиретуінің бақылау контурын зерттеу.
2. Басқару нысанының беріліс функциясын анықтау.
3. Қазандықтағы оттықтың сиретудің АРЖ-нің құрылымдық сұлбасын
құру және техникалық құралдарын таңдау.
4. Тұйықталған жүйені Михайлов критерий бойынша орнықтылыққа
зерттеу.
Аннотация
В данной дипломной работе рассматривается система автоматического
регулирования барабанного котла ТЭЦ.
Система автоматического регулирования
котельных установок
обеспечивает изменение производительности установки при сохранении
заданных параметров.Кроме того, повышает безопасность, надежность и
экономичность работы котла, сокращает количество обслуживающего
персонала и облегчает условия его труда, в связи с этим данная работа
является актуальной.
Цель дипломной работе-разработка системы автоматического
регулирования разрежения в топке котла.
Основными задачами являются:
1.Проанализировав принцип работы разрежения в топке котла
иследовать контур управления разрежения в топке.
2. Определение передачный функций объекта управления
3.Построить структурную схему системы автоматического
регулирования разрежения в топке котла и выбирать технические приборы.
4. Иследовать замкнутный контур на устойчивость по критерию
Михайловa.
Мазмұны
Кіріспе
1 бөлім. Қазандық оттығын сирету технологиясына қысқаша шолу
1.1 Бу өндіріс процесінің технологиялық сипаты
1.2 АРЖ құрудағы қолданылатын математикалық аппараттар
1.3Автоматты басқару теориясының негізгі анықтамалары мен
классификациясы
1.4 Кәсіпорын жобасының өзекті мақсаты
1.5 Басқару нысанының техникалық мінездемесі
1.6 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
1.7 Дипломдық жоба есептерінің қойылымы
2 бөлім. Қазандық оттығындағы сиретудің автоматты реттеу жүйесін құру
2.1Барабанды реттеу қазандығының автоматты жүйесі
2.2 Қазан оттығындағы сиретуді реттеу жүйесі.
2.3 Қазан оттығының деңгейін реттеуші жүйесі
2.4 Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесі
2.5 Қазандық барабандарының қоректенуін автоматты түрде реттеу
жүйесі
2.6 Отындардың жануын реттеу
2.7 Қазандық оттығын сиретудің беріліс функциясын анықтау
2.8 Реттеуішті таңдаудың түсініктемесі
7
8
8
9
10
12
12
13
16
17
17
18
19
20
21
21
23
24
2.9
Реттеу контурын зерттеу және жүйенін құрылымдық сұлбасы
25
2.10 Реттеуіштің оптималды параметрлерін анықтау
2.11 Тұйықталған жүйені орнықтылыққа зерттеу
2.12 Тұйықталған жүйенің өтпелі сипаттамасы
2.13 Қазандық оттығын сирету кезіндегі реттеу сапасының көрсеткіштері
2.14Автоматты реттеу жүйесінің техникалық құрылғылар кешенін
таңдау
3бөлім. Экономикалық бөлім
3.1 Бизнес - жоспар
3.2Автоматтандыру жүйесін эксплуатациялауға кеткен шығындар
3.3Автоматтандыру жүйесін ендірудің экономикалық тиімділігін есептеу
4 бөлім. Өміртіршілік қауіпсіздік бөлімі
4.1Қауіпсіздік және еңбекті қорғау бойынша заңдық және нормативтік
актілер
4.2 Қазандық қондырғыларынан шығатын шуды есептеу
4.3 Жұмыс орнындағы микроклимат
Қорытынды
Қысқарту сөздердің тізімі
Қолданылған әдебиет
Кіріспе
26
30
35
35
36
45
45
48
49
52
52
53
59
62
63
64
Өндірісті автоматтандыру процесінде адамның рөлі автоматтандыру
құрылғыларын қамтамасыз етуге, реттеуге,және олардың жұмысын бақылауға
негізделген. Жылуэнергетика басқа өндірістік салалар ішінен автоматтық
деңгейі бойынша алдыңғы орында. Жылуэнергетикалық қондырғылар онда
өтетін процестердің үздіксіздігімен сипатталады. Осы жағдайда жылу және
электр энергиясының өнімі кез-келген уақытта тұтыну көлеміне сәйкес келеді.
Жылуэнергетикалық қондырғылардағы айтарлықтай барлық
операциялар механизмделінген, ал ондағы өтпелі процестер салыстырмалы
түрде тез жетілдіріледі. Бұл жылуэнергетиканы автоматтандырудың жоғарғы
деңгейде дамуын көрсетеді. Автоматты басқару жүйенің орындайтын негізгі
функцияларын бақылау және басқару, мәліметтердің алмасуы, ақпаратты
өңдеу, жинау және сақтау, дaбыл сигнaлдарын қалыптастыру, графиктерді
және есептемені жасау құрайды.
Автоматты басқару жүйесі келесілерге негізделген:
- деңгейді реттеу процесі мен басқару тиімділігін жақсартуға;
- отынның экономды тиімді пайдалануын және оның толық жағылуын
қамтамасыз етеді;
- авариялық жағдайлар санын азайтуға;
- жұмысшылардың еңбек шарттарын жақсартуға;
- технологиялық процестін
жағдайы мәліметтерін
оператор -
технологтың жұмыс станцияларына тиімді жіберуіне.
Қазандық оттығын сирету
процесін автоматтандыру
сиретудің
тиімділігін ұлғайтуға
мүмкіндік береді, отын сирету
технологиясын
жетілдіруін қамтамасыз етеді. Автоматтандыру жүйесін енгізу өндірістік
ақауды және қалдықты қысқартуға, шикізат және энергия шығынын
үнемдеуге, негізгі жұмыс күштері санын азайтуға және отынды мұқият
сиретуге мүмкіндік береді.
Дипломдық жобаның мақсаты қазандықтың оттығындағы сиретудің
автоматты реттеу жүйесін құрастыру. Қазандықтың оттығындағы сиретудің
жұмыс істеу принципі талданды,оттықтың сиретуінің бақылау контуры
зерттелді.
Қазандықтағы оттықтың сиретуді
бақылау контурын
зерттеліп,реттеу заңы тандалып реттеуіштің оптималды параметрлері
анықталды. Қазандықтағы оттықтың сиретудің автоматты реттеу жүйесінің
сапасын анықталды.
Қазандықтағы оттықтың сиретудің АРЖ-нің
құрылымдық схемасы құрылып және техникалық құралдары таңдалды.
Экономикалық бөлімде қазандықтың автоматтандыру жүйесінің
құрылыстық-пайдалану шығындары және экономикалық тиімділігі есептемесі
жүргізіледі.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде қазандықтан ауаға таралған зиянды
заттар мөлшері есептелінеді және қазандық цехындағы қондырғылардан
шығатын шудың есептемесі жүргізіледі.
1 бөлім. Қазандық оттығын сирету технологиясына қысқаша шолу
1.1 Бу өндіріс процесінің технологиялық сипаты
Бу қазандықтары дегенеміз агрегаттардың кешені, сондықтан су
буларын алу үшін қолданылады.
Бұл кешен жылуалмастырушы
қондырғылардан тұрады, сондықтан судан бу күйіне алмасқан өнімдерді алуда
жану өнімдерінің жылуын беру үшін қолданылады. Бастапқы энергия
тасымалдағыштар арқылы сулардан бу түзіледі, демек жану барысында
буланып, отындардың әсерінен осы сипатқа енеді.
Жоба
процесінің
жүзеге асыратын негізгі элементке қазандық
қондырылары жатады, демек:
1) отындардың жану процесі;
2) жанған өнім мен сумен жанатын отындардың арасындағы жылу
алмасу процесі;
3) түрлену процесі, демек су қыздырылып, бу пайда болады.
Қазандықтардың жұмысы кезінде бір-бірімен өзара байланыс құрайтын
ағымдар пайда болады, демек жұмыс денесінің ағымдары мен жылу
сақтағыштардың ағымдары қалыптасады.
Осы байланыстардың нәтижесінде нысаннан белгілі бір қысым мен
температураға байланысты бу алынады.
Негізгі міндеттердің бірі
қазандықтарды игеру кезінде анықталады, сондықтан туынды мен тұнылған
энергиялардың арасында тепе-теңдік болады. Өз кезегінде түрлену процестері
мен қазандықтардан шыққан энергия жұмыс дененің ағымдарының
мөлшеріне, жылусақтағыштар мен тасымалдағыштарға байланысты.
Отындардың жануы физикалық-химиялық процестерге байланысты. Жанудың
химиялық сипаты ыстық элементтердің оттегімен қышқылдану процесіне
байланысты, сондықтан белгілі бір температуралар мен бөлінген жылу
мөлшері анықталады. Жану белсенділігі, жанған отындардың үнемділігі мен
тұрақты процестердің болуы отын бөлшектерінің арасындағы ауа мен судың
таралуына, анықтаушы әдістерге байлынысты.
Жанған отындардың процестері шартты түрде үш кезеңнен тұрады:
тұтану, жану, жанып біту. Бұл кезеңдер негізінен уақытқа байланысты жүреді,
сондықтан бірінен-бірі алмасып отырады, демек белгілі бір отын мөлшерінің
құрамы мен жану температурасына бағытталады.
Жылу беру мәндері жылу энергияларының мөлшеріне байланысты,
демек отыннан бөлінген жылу мөлшері алынады. Осыған орай қажет болғанда
температуралар көтеріліп, қанығу температурасынан жоғары болады.
Қазандықтардағы жылу алмасу су
газ өткізбейтін жылужетектерінің
қабырғалары арқылы өтеді, оларды қыздырылған беттер деп атаймыз.
Қыздырылған беттер құбыр түрінде орындалады, құбыр ішінде судың үздіксіз
циркуляциясы жүреді, ал сыртында олар ыстық отын газдарымен шайылып,
жылу энергиясын сәулеөткізгіштермен қабылдайды. Осы кезде қазандықтарда
жылубергіш түрлері болады, оларға: жылуөткізгіштік, конвекция,
сәулеөткізгіштік.
Қыздырылған беттер конвективті және радиациялық деп екіге бөлінеді.
Белгілі бір уақыт ішінде бірлік аумақтар арқылы қыздырылған беттен
бөлінген жылу мөлшері жылу кернеулігін береді. Керенуліктердің мөлшері
шектелген, сондықтан қыздырылған бет материалының құрамы,
жылусақтағыштардың белсенді жылу мөлшері артып, қыздырылған беттің
жылуы өзгеріп отырады.
Жылу
беру коэффициентінің белсенділігі жоғары болса,
жылусақтағыштардағы
температуралар әртүрлі болады.
Осыған орай
қыздырылған беттің қызу жылдамдығы жоғары болады. Жылдамдыққа
байланысты жиілік артып отырады. Қазандықтардағы будың пайда болуы
белгілі бір жағдайларда жүреді. Экранды құбырларда бу пайда болады,және
бу пайда түзіледі. Булану процестерінің пайда болуы сұйықтықтың жеке
молекулаларына байланысты, демек беткі жаққа жақын орналаса отырып,
жоғары жылдамдықпен таралып, молекулалар арасында кинетикалық энергия
пайда болады. Көршілес молекуланың күштерін жеңе отырып, беткі қабатқа
таралады, сыртқы кеңістіктерге шығады.
Температураның артуына
байланысты булану
ұлғаяды. Кері түрлену процесін конденсация деп
атаймыз. Конденсация кезінде түзілген сұйықтықты конденсат деп аталады.
Бұлар буқыздырғыштар арқылы қызған металл бетін суыту үшін
қолданылады. Қазандықтардағы бу қаныққан және қыздырылған деп екіге
бөлінген. Қаныққан бу өз кезегінде құрғақ және ылғалды деп бөлінеді.
Жылуэлектрбекеттеріне қыздырылған бу қажет, сондықтан қыздыру үшін
буқыздырғыштар орнатылады. Аталмыш жағдайда буды қыздыру үшін
шиыршықты және коньюктивті жылу қолданылады, демек отынның жану
нәтижесінде газдар бөлінеді. Алынған бу Т=560 С температура мен Р=100
атм. Қысым кезінде алынып, технологиялық қажеттіліктерге қолданылады[1].
1.2 АРЖ құрудағы қолданылатын математикалық аппараттар
Ғылым мен техниканың дамуы, технологиялық процестердің күрделенуі
шығарылатын өнімдерге қойылатын талаптардың жоғарлануы автоматты
басқару жүйелерін құруда қазіргі кезде
математикалық әдістерді
пайдалануды қажет етеді.
Қазіргі кезде обьекті теңдеуі мен сыртқы әсерлер белгілі деп алынатын
детерминді әдісті автоматты басқару жүйесін синтездеуде және пайдалану,
тек жүйенің жұмыс істеу күйін алдын - ала бағалау үшін ғана емес және қажет
бола алатындығы анық.
Автоматты басқару жүйесін құру үшін ең алдымен басқарылатын
обьектінің математикалық
моделін тұрғыза білу керек.
Бұл есепті
экспериментті және аналитикалық жолдармен шешуге болады.
Көп жағдайда аналитикалық модель бейсызықты болып келеді.
Сондықтан есептеуді әрі қарай шығару үшін бейсызықты теңдеулерді Тейлор
мен Маклорен қатарларына есептеу арқылы теңдеуді сызықтандырады.
Беріліс функциясы бойынша салынған өтпелі процес бойынша жүйенің
реттеу сапасын бағалаудың аналитикалық әдісі шегеру теоремасын қолдануға
негізделген.
Жалпы автоматты жүйелерді уақыттық және жиіліктік аймақтарды
зерттеуге болады. Іс жүзінде бұл зерттеуді жиіліктік аймақта жүргізу жеңіл
болып келеді. Сондықтан автоматты реттеу теориясында реттеу жүйесін
талдау мен синтездеудің жиіліктік әдістері, жиіліктік сипаттамаларды
қолдану, трапециялық жиіліктік сипаттамалар бойынша өтпелі процестерді
тұрғызу әдістер кеңінен тараған. Ал жиіліктік әдістерді қолданудағы
математикалық аппараттар Фурье қатары мен интегралын пайдалануға
негізделген.
Кез
-
келген өндірістік
қондырғыда технологиялық процестің
бірқалыпты жүруі белгілі бір ереженің, қызмет алгоритмінің орындалуына
байланысты болады. Осы қызмет алгоритмін орындау үшін белгілі бір сыртқы
команданы орындайтын құрылғыны, не машинаны басқару обьектісі дейді.
Технологиялық процесті жүргізу үшін басқару обьектісіне әсер ететін
тиімді ықпалды басқару дейді. Егер бұл басқару адамның қатысуынсыз жүзеге
асса, оны автоматты, ал адамның қатысуымен болса қолмен басқару деп
атайды. Технологиялық процесті берілген қызмет алгоритмі бойынша өткізу
мақсатында обьектіге сырттан берілетін арнайы нұсқаулар жиынтығын
басқару алгоритмі деп атайды.
Басқару обьектісіне басқару алгоритміне сәйкес әсер ететін кез - келген
техникалық құрылғы автоматты басқару құрылғысы деп аталады.
Бір - бірімен байланысты және басқару алгоритміне сәйкес өзара
әрекеттесе жұмыс жасайтын автоматты басқару құрылғысы мен басқару
обьектісінің жиынтығы автоматты басқару жүйесі деп аталады.
Автоматты жүйе өзара байланысқан және белгілі бір қызмет атқаратын
дербес конструкциялық элементтерден тұрады, оларды автоматика
элементтері деп атайды. Элементтерді жүйеде атқаратын қызметтеріне қарай
салыстырушы, түзетуші, қабылдаушы, жоспарлаушы, түрлендіруші және
атқарушы деп ажыратады [2].
1.3 Автоматты басқару теориясының негізгі анықтамалары мен
классификациясы
Автоматика элементтерінің қолдану және технологиялық
ерекшеліктерін айқындайтын арнайы сипаттамалар мен параметрлері болады.
Басты сипаттамаларының біріне элементтің статикалық сипаттамасы
жатады. Статикалық сипаттама деп, тұрақталған режим кезінде Хшығ
шамасының Хкір шамасына тәуелділігін айтады:
Хшығ=f(Хкір).
(1.1)
Динамикалық сипаттама элементтердің динамикалық режимінде, яғни
кірістік шаманың шапшаң өзгерген сәттеріндегі жұмысын бағалау үшін
пайдаланад. Оны өтпелі сипаттамамен, беріліс функциясымен және жиілік
сипаттамаларымен өрнектейді. Өтпелі сипаттама Хшығ шығыстық шаманың t
уақытқы тәуелділігін көрсетеді: Хкір кірістік сигналының секірмелі өзгерісі
кезінде
Хшығ= f(t).
(1.2)
Хшығ шығыстық шаманың Хкір кірістік шамасына қатынасын статикалық
беріліс коэффициенті деп атайды,яғни
Кст = Хшығ Хкір.
(1.3)
Бейсызықты сипаттамасы бар элементтер үшін Кд динамикалық беріліс
коэффициентін пайдаланады
Кд =ХшығХкір ·Ксал. Ксал .
(1.4)
Салыстырмалы беріліс коэффициенті элементтің шығыстық шамасының
салыстырмалы өзгерісінің кірістік шамасының салыстырмалы өзгерісіне
қатынасына тең
Хшы .н
Хкір Хкір.н
.
(1.5)
Хшығ.н. мен Хкірн. шығыстық және кірістік шамалардың номинал мәндері.
Сезімталдық деңгей шығыстық шаманың айтарлықтай өзгерісі
байқалатын кірістік шаманың ең кіші мәні. Ол элемент кострукциясындағы
тетіктер арасындағы үйкеліс, саңылаужәне люфтінің салдарынан болады.
Ауытқу бойынша басқару принципі пайдаланылатын автоматты
тұйықталған жүйелердің артықшылығына кері байланыстың болуы жатады.
Ақпарат басқарушы ықпалмен салыстырғанда кері бағытта берілетін каналды
кері байланыс деп атайды. Кері байланыс оң және теріс, қатаң және икемді,
негізгі және қосалқы болып ажыратылады.
Басқару жүйесінің құрылымдық график бойынша кескіндеуді
құрылымдық сұлба дейді. Құрылымдық сұлбасындағы бөліктері арасындағы
берілетін әсердің жолын көрсететін қарапайым құрамдас бөлігін құрылымдық
сұлбасының байланысы деп атайды.
Жүйедегі сигналдардың түріне сәйкес автоматты басқару жүйелерін
үзіліссіз және дискретті деп ажыратады.
Егер басқарылатын шама орнықты режимде сыртқы қобалжыту әсеріне
тәуелді болса, онда АБЖ статикалық деп аталады, ал егер де тәуелді болмаса
астатикалық деп аталады.
Статикалық сипаттамалардың сипатына сәйкес немесе жүйе
элементтеріне өрнектейтін дифференциалдық теңдеудің түріне қарай
жүйелерді сызықты және бейсызықты деп бөледі. Сызықты жүйелердегіКсал= Хшы
барлық элементтер сызықты алгебралық және дифференциалдық
теңдеулермен жазылады.нгер жүйедегі ең болғанда бір элементтің кірістік
және шығыстық сигналдарының арасында бейсызықты тәуелділік болса, онда
ол жүйе бейсызықты , мұндай жүйелердің сипаттамаларын сызықты
сипаттамалар арқылы жуықтауға болмайды.
ЖЭО математикалық модельдерін әр деңгейде басқару критерийлерін
реттеу және технологиялық процесті
сипаттау үшін құрылады.
Технологиялық процестерді математикалық сипаттауында орныққан
жағдайды сипаттаушы статика моделі, ал өтпелі режимді сипаттаушы
динамика моделі қолданылады.
Жүйенің орнықтылығы деп оның тепе - теңдік күйінен ауытқуына себеп
болған әсерді алып тастағаннан кейін, бастапқы орнықтылық қалпына оралу
қабілеттілігін айтады. Орнықтылыққа зерттеу бойынша бірнеше әдістері бар:
Раус - Гурвиц критерийі, Михайлов критерийі және Найквитс критерийі [3].
Автоматты реттеу жүйесі технологиялық процестің параметрлерін әр
мезеттегі мәндері туралы мәліметті адамның қатысуынсыз алуға арналған
құралдар мен әдістерді қамтиды.
1.4 Кәсіпорын жобасының өзекті мақсаты
Жобаны автоматтандыру жүйесінің негізгі мақсаттары мен міндеттері:
Жоғары экологиялық және технологиялық стандарттарға сай, озық
технология мен жабдықтарды қолдана отырып, тұтынушыларды отын
қуатымен қамтамасыз ету.
Қазандық оттығының сиретудің сенімді жұмысы берілген оттықтың
сиретуін асып кетпеген жағдайда қамтамасыз етіледі.
Қазандықтың оттығындағы сиретудің автоматты реттеу жүйесін құру.
Адам еңбегінің мәні, ол машиналар мен механизмдерді басқарып,
орнатады (құрылғыларды қосып немесе ажыратып отырады және т.б) және
олардың жұмысын үздіксіз бақылайды немесе өлшеуіш аспаптарды қарайды.
1.5 Басқару нысанының техникалық мінездемесі
Жұмыстың негізгі зерттеу нысаны жылытқыш ЖЭО-нің П бейне
сұлбасында жасалуында. Түптұлға ретінде БКЗ - 320140ГМ (Алматылық
ЖЭО-1) үлгісін қарастырайық. БКЗ - 320140ГМ қазан агрегаты -
бірбарабанды вертикальды суқұбыры, газды жағу (негізгі отын) және мазут
алу кезінде биік қысымды буды алуға, сонымен қатар қанық қатты
қыздырылған буды өндіруге, жылумен қамтамасыз ету мен ыстық сумен
жабдықтауға, өнеркәсіпте технологиялық мұқтаждық ретінде қолданылады.
Қазан агрегаты П бейне сұлбасында құрастырылды. Оттық алғашқы көтеріліп
келе жатқан газөткізгіштік болып табылады. Судың қазандық көлемі - 50 м3;
будың қазандық көлемі - 33 м3 (1.1 кесте). Төменгі жақтан отыққа отынның
жануы үшін ауа үрлеу вентиляторы арқылы беріледі. Отынның жану үдерісі
биік температурада өтеді, сондықтан экранды құбырлы қазандық сәулелендіру
жолымен жылуды өзіне біраз бөлігін қабылдайды. Отынның жану өнімі,
басқаша газ атауы, қазандық газ жолына өтіп, бұл ретте бу қыздырғыштың
жоғарғы жағы жылынып, дабылдар қазанына түсетін нәрлі судың
температурасы 200 оС жақын экономайзер (отынды үнемдеу үшін өндіріс
қазанындағы су мен ауаны жылытатын аспап) құбырын қоршайды. Содан соң
газ түтіні түтіндік арқылы өтіп, ауа жылытқышқа түседі. Одан газ түтін
мұржасы арқылы атмосфераға шығады. Қазандағы су және газ құбыр арқылы
өтеді. Бу дабыл қазанынан өтіп бу құбырына түседі. Ең маңызды қазандық
конструкциясының көрсеткіші церкуляциялық зейіні болып келеді. Су және
бу қоспасының біркелкі және жіті церкуляциясы судан ажыратылған көбіргіш
қабырғасынан газ және бу шайылуына мүмкіндік береді. Сонымен қатар
көбіктің қабырғаға бөлінуіне кедергі жасап, төмен температураны қамтамасыз
етіп отырады (200-400 оС). Бу қазандығы табиғи қазандық циркуляциясына
қарайды[4,5].
1.1 к е с т е - Технологиялық параметрі
1.6 Бу қазандығын автоматтандырудың негізгі мәселелері
Қазандықты реттеудегі негізгі реттеуші өлшемдер (1.1 суретті қараңыз)
көрсетілген. Қызған бу шығыны Gпп оның қысымы pпп, температурасы tпп.
Қысымы мен температурасы тұрақтанған мәндер шегінде ұсталады, ал бу
шығыны айнымалы болып келеді, ол турбогенератордың жұмыс істеу
режимінен тәуелді. Барабанды қазандық үшін негізгі автоматты реттеу
обьектілері: қысым Р, қызу температурасы t ,ауа шығыны Qг , қазандық
оттығын сиретуі ST , барабандағы су деңгейі Hб, қазандық суының құрамы
NaCl [6,7].
Турбина алдындағы бу қысымын қысым реттеуіштен тұрады ГПЗ, ол
сигналды қазандықтағы отын беру реттеуішіне жеткізеді. Арнайы жиілік
реттеуіші болып турбина роторының айналу жиілігі ұсталады. Қызған бу
температурасы +5,-10°C үлкен нақтылықпен ұсталуы керек. Оны реттеу үшін Параметр
Бірлік
өлшемі
min
үлгі
ax.
Өнімділік
тч
320,0
Ыстық будың температурасы
о
С
560
Қазандық дабыл қысымы
2
кгссм
156
Экономайзерден кейінгі нәрлі су
температурасы
о
С
220
230
240
Оттықта ыдырату
мм.рт.ст.
-25
25
Дабыл деңгейі
Мм
-315
0
+315
Нәрлі су шығыны
тч
0
160
Ыстық бу қысымы
2
кгссм
140
әдетте
бусуытқыш 7 арқылы реттейді, кейде
қазандық газөткелдерінде
газдың рециркуляциясы тәсілімен реттеледі. Бу қызуын бусуытқышқа келетін
қорек су көлемінен реттеледі. Будың температурасын реттейтін реттегіштерге
екі сигнал түседі: реттейтін температура бойынша негізгі және реттеуіштен
кейін температура өзгеруі жылдамдығы бойынша қосымша сигнал. Реттеуіш
бусуытқышқа жіберілетін суық судың реттеуші клапанына РПК әсер етеді.
Жалпы ауа шығынын реттеу қазандық жүктемесі -- ауа шығыны
сигналдарын ұстауы арқылы отын жағу режимінде экономдауға әкеледі.
Реттеуіш үрлеу вентиляторлары ДВ аппараттарына әсер етеді. Оттықтағы
сиретуді реттеу тұрақты реттеуіш арқылы жүзеге асады, ол оттықтың
төбесінен сәйкес сигнал алып бағытталған ауасорғышына ДС әсер етеді.
Бүкіл барабанды қазандықтың дұрыс жұмыс істеуіне қазандық қорек суын Gпв
автоматты реттеу болып табылады. Агрегаттың жұмыс істеу режимі
өзгергенде қорек су көлеміне қажеттілік өзгереді. Қорек реттеуішіне үш
сигнал түседі:қазандықтын бу шығыны Gпп бойынша, қорек су көлемін Gпв
беру бойынша, барабандағы су деңгейі Нб бойынша. Осы сигналдың ауытқуы
салдарынан реттеуіш қазандыққа су беруін реттейтін клапанға РПК әсер етеді,
немесе насостың реттеуіш органына.
Жану процесін үнемдеулеп реттеу. Негізгі реттегіштің тиімді тәсілі
үрлеу үрлегіші арқылы отынға жіберілетін бу қыздырғыштың артық ауасының
ауа көлемін өзгеруіне қызмет етуі. Негізі жану процесінде үнемдеуге
байланысты ауа беру автоматты басқарудың бірнеше түрлері бар: отын -
ауаны үнемдеп реттеу, бу - ауаны үнемдеп реттеу, жылу - ауаны үнемдеп
реттеу, жүктеме - ауаны үнемдеп реттеу. Осының ішінде біз жүктеме - ауаны
үнемдеп реттеуді қарастырамыз. Қосымша түтін газында оттегі сигналы бар
жүктеме - ауаны үнемдеп реттеу. Оттегі отын жану өнімінің құрамында
болуы артық ауа арқылы сипатталады және отын құрамында әлсіз тәуелді.
Сондықтан оттегі автоматты реттегіште кірердегі сигналы болып
қолданылады, ауа шығынына әсер ететін және толық мақсатқа сәйкес. Бірақ
бұл тәсілдің іске асуы сенімділіктің және тез әрекет етуші газанализатор
оттегінің болуынан қиындатылған. Сол үшін өндіріс жағдайларында ауаны
реттеу тікелей жіберу сұлбасы таралған, ал оттегі түзету әсерімен. Жылу ауа
артық ауаны ұстауы және бу - ауа қарапайымдылығы және сенімділігімен
ерекшеленеді, бірақ нақты емес. Бұл жетіспеушілік жүктеме - ауа қосымша
оттегі арқылы шешілген. Бұл жүйеде реттегіш ұйытқыту негізінде және
ауытқумен бірге қосылған. Ауа жіберу реттегіш 1 басты сигнал шығынымен
өзгереді немесе 5 түзету қысым реттегіші, қазан жүктеме автоматты реттегіші.
Пропорционалды ауа шығын сигнал әрекеті біріншіден ауа шығының
ұйытқуы шектету , үнемдеу реттегішіне байланыссыз; екіншіден, негізгі ауа
жіберу реттегіші процесін тұрақтандырады, өйткені бір уақытта кері
байланыспен бірге қызмет етеді. Қосымша түзету сигналын кірістіру оттегі
құрамымен барлық үнемдеу реттегіш жүйесінде ауа арттықтығын,
нақтылығын жоғарлатады. Қосалқы түзету реттегішін оттегі жүктеме - ауа
реттегіш сұлбасында ошақ ұйытқуы кезінде ауа жіберуін басқарады және
ошақта артық ауаны ұстап тұруын қамтамасыз етеді. Қазандықтың реттеуіш
органдарының бірі ауытқуы салдарынан авариалық жағдайға алып келеді.
ГПЗ -- Бас булық қозғалтқыш; РПК -- реттеуші қоректендіруші клапан;
1 -- ошақ; 2 -- циркуляциондық контур; 3 -- түсірілген құбырлар; 4 --
барабан; 5,6 -- буқыздырғыштар; 7 -- бусыутқыш; 8 -- экономайзер; 9 --
ауақыздырғыш.
1.1 сурет - Барабанды қазандықтың приципиалды технологиялық
сұлбасы
Кейбір реттеуші бөліктердің шығыс мәндері біруақытта басқаларына
қатысты кіріс мәндері болып табылады. Мысалы, Gпп қызған бу шығыны ВТ
отын шығынына байланысты шығыс шама болып табылады, ал қызған будың
температурасы мен қысымына қатысты кіріс шама болып келеді және
барабандағы бу қысымы рб отын шығыны бойынша шығыс шама болса, ал
барабандағы су деңгейін реттеу Нб бойынша кіріс шама болып келеді.
Қазандық басқару обьектісі ретінде бірнеше кіріс және шығыс шамалары
байланысқан күрделі динамикалық жүйе болып табылады ( 1.2 суретті
қараңыз) [8].
1.2 сурет - Барабанды қазандықтың макролық сұлбасы
1.7 Дипломдық жоба есептерінің қойылымы
ЖЭО - ында технологиялық процесті басқарудың негізгі есептерінің бірі
өндіретін және пайдаланатын энергия аралығында үздіксіз сәйкестігін ұстау
болып табылады. Бұл мәселелерді АРЖ көмегімен бөліктеп орындауға
болады.
- қазандықтың оттығындағы сиретудің жұмыс істеу принципін
талдап,оттықтың сиретуінің бақылау контурын зерттеу;
- басқару нысанының беріліс функциясын анықтау;
- қазандықтағы оттықтың сиретуді бақылау контурын зерттеп,реттеу
заңын тандап реттеуіштің оптималды параметрлерін анықтау;
- қазандықтағы оттықтың сиретудің автоматты реттеу жүйесінің
сапасын анықтау;
- қазандықтағы оттықтың сиретудің АРЖ-нің құрылымдық схемасын
құру және техникалық құралдарын таңдау;
- экономикалық негіздеу бөлімінде қазандық оттығының сиретуінің
экономикалық тиімділігін анықтау;
- еңбек қорғау бөлімінде жылу тұтынатын қондырғылар мен
тұтынушылардың жылу желісін қолдану кезіндегі қауіпсіздік шараларын,
зиянды өндірістік факторларын талдау.
2 бөлім. Қазандық оттығындағы сиретудің автоматты реттеу
жүйесін құру
2.1 Барабанды реттеу қазандығының автоматты жүйесі
Барабанды бу қазандығының конструкциялы маңыздылығы - көп
өлшемді жүйенің ажыратуын
реттеп, жану отынның сапа процесін
жоғарылату жүйесін және барабандағы су деңгейіне ыстық бу деңгейін
тұрақтандырады [9].
2.1.2 Отынның жану сапасын реттеу жүйесі
Бұл жүйенің жұмыс істеу сапасының көрсеткіші ең төмен ықтималмен
отынның салыстырмалы шығыны болып табылады. Алайда тура шұғыл
басқарма бұл көрсеткішке ықтимал бола алмайды себебі, отын шығыны және
энергия блок қуатының есептелімі ұзақ интегралды табумен байланысты. Сол
себептен жанама реттеу аумағына көп ізденіс жүріп, шығынның минимумға
жақындығына кепілдік береді. Жоғары сапалы отынның жануы ауаның
толығымен отыққа тағайындалуына байланысты (2.1суретте). Көрсетілген
автоматты реттеу жүйесі сұлбасы, есепті орындайтын отын-ауа атауына да
ие. Ауаны реттегіш оттық РВ реттеуші ауаны тарту мүшесіне әсер етеді. Ол
ауа шығыны қалдығы GВ және командалық блокта өндірілетін КБ, шығын
отынның өзгеруі GT бойынша берілген есептігі GВ 3 бойынша есептелінеді.
Режимдік карта берілу әсері арқылы түзетілуі мүмкін.
2.1 сурет - Отынның жану сапасын реттеу жүйесінің сұлбасы
Отын шығыны түзетілгіш қысым буы арқылы өзгертілгендіктен,
берілген схеманы мезгілдес қысым буы мен отынның жану сапасын
автономды екіқалыпты жүйе ретінде қарастыруға болады. Түзетілген
сұлбаның екінші нұсқасы отынның жану сапасы отын жану сапасы мен
оттекке кететін газ құрамы заңдылығын құрайды. Бұндай сұлба жүйесі (2.2
суретте) көрсетілген. Бұл каскадты сұлба, басты реттеуші оттек мазмұнын
реттеуші PO2 , реттеуші ауа шығынына РВ жүйе құрамындағы отын-ауаға
қосалқы әсер етеді. Берілген ауа шығыны отын шығынына байланысты.
Каскадты схема оттек құрамындағы кеткен газ аспапты-анализатор қолдану
біркелкі кеш басталды.
2.2 сурет-Отынның жану сапасы мен оттекке кететін газ құрамының
сұлбасы
2.2 Қазан оттығындағы сиретуді реттеу жүйесі
Отынның жану сапасын реттеу жүйесімен қазанның оттығындағы
сиретуді pТП реттеу жүйесі тікелей байланысты (2.3сурет).
Бұл реттеуші
нысан жүйесі жақсы реттеуші сипатқа ие (шағын серпін және кешігу),
сондықтан қарапайым бірконтурлы сияқты орындалады сирету реттеуішке
СР отықтың жоғарғы бөлігінде орналасқан сиретуден сигнал келеді және түтін
сорғыш аппараттардың қалпын Д .С өзгеруіне ықпал етеді. Сиретуді реттеу
жүйесінде бастысы ауа шығынының өзгеруі болып табылды. Оттықтағы
сиретуге деген реттеуішінің әрекетін жою үшін осы реттеуіштің реттеуші
ықпалын желдеткіштің бағыттаушы аппаратына тигізіп қоймай, СР кірісіне де
көрсету қажет. СР кірісіне ықпал ету кезінде СР-ті таңдап алынған ауытқудың
орнын толтыру блогында я тиісінше өзгерту керек. Бұл сұлбадағы
желдеткіштер бағыттаушы аппараттарының қалпын өзгерту дереу
түтінсорғыштардың бағыттаушы аппараттарының қозғалысына әкеледі,соған
байланысты оттықтағы сирету іс жүзінде өзгеріссіз қалады. АӨ блогынан
берілген сигнал қалыптасқан режим мәндерін өзгертпеуі үшін жоғалмалы
болуы керек.
2.3 сурет- Қазан оттығындағы сиретуді реттеу сұлбасы
2.3 Қазан оттығының деңгейін реттеуші жүйесі
Қазіргі кездегі қазандық оттық деңгейінің реттеуші сұлбасы (2.4
суретте) көрсетілген. РУ реттеуші деңгейі өлшенген сома (салмақты
коэффициенті кернеу құрылым БФ блокта және өтем блогында КФ
қондырылады) оттығы, барабан деңгейінің hб (t) есептелу мақсатын (көбіне
реттеуші көлемі), нәрлі су шығыны GП .В (t) (ауыстырмалы жәрдемші жағдайы)
және қазандық будың ыстық шығыны GП .П (t) (ашуландыратын ықпал).
Сонымен, ақпараттық құрылым (2.4cуретті) қарастырып отырған жүйе
реттеуші жүйе құрылымын жәрдемші реттеу көлемі және өтемін өтеу жүйесі
арқылы қарастырылады. Реттеуші жәрдем көлемі өтемнің пайда болуының
жоғалуынан құралады. Жүйе тоқтаусыз жұмыс жасауы үшін салмақты
коэффициент БФ және КВ қолданылған режим
GП.В GП.П
өзара
компенсацияланды. Бұл жүйені қолдану маңыздылығы қайнау деңгей
эффектісі жоғарғы деңгейімен тығыз байланысты. Оны төменнен көруге
болады.
2.4 сурет- Қазан оттығының деңгейін реттеу жүйесінің сұлбасы
Белгілі бір уақыт кезінде турбина реттеушісі бу өтетін клапандарын
ашық қалдырса, қыздырылған будың шығыны қазандықтарда GП .П артады.
Осы кезде қазандық барабандарындағы су деңгейлері түсіп, нақты деңгейлік
артады (қайнау), белгілі бір уақытқа байланысты дұрыс бағыттар дамып
(кемиді) отырады. Экранды құбырлар мен қазандықтардың барабандарында
жоғары қысымды су пайда болып, сулыбу қоспасы пайда болады. Демек
көлемі қысымға байланысты болады. Құбырлардың клапандары ашық болса,
барабандардағы беткі булану кезінде қысым, сулыбу қоспасының мөлшері
артады. Осыған орай деңгейлер артып отырады.
Аналогты түрдегі
құбылыстар құбыр клапандарының деңгейлік сипатымен түсіндіруге болады.
Кері бағаттардағы РУ реттеуші өзінің жұмысын өзгертеді. Белгілі бір уақытқа
байланысты, қайнау құбылыстары жойылып, дұрыс бағыттағы жұмыстар
болады. Осыған орай дұрыс емес бағыттағы жұмыстар түзетіледі. Бу
шығындарының орындарын толтыру арқылы реттеушінің жалған әрекеті мен
қозғалыстарын жоямыз.
2.4 Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесі
Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесінің сұлбасы П .П
буқыздырғыштар арқылы сипатталып, 2.5 суретте берілген.Бұл сұлба жаңа
реттеуші өлшемдермен беріліп, бу температурасы бусуытқыштарда П .O
өзгеріп отырады. Жүзеге асырылған белгінің қалыптасуына орай реттеушідегі
температуралар РТР белгілі бір режимде қалыптасады. Жаңа реттелген
өлшемдерді қолдану туралы ақпараттар арқылы бусуытқыштарға өткен
өлшемдерімен оқшаулап, ПО (бусытқшытардағы бу температурасының
өзгерістері суытқыш сумен тығыз байланысты) отырады. Бусуытқыштардағы
суытқыш сулардың беру клапандары арқылы реттеу қозғалыстары өзгеріп
отырады О.В [10].
2.5 сурет - Қыздырылған будың температурасын реттеу жүйесінің
сұлбасы.
2.5
Қазандық барабандарының қоректенуін автоматты түрде
реттеу жүйесі
Қазандық агрегаттарының қоректену көздерін ретету арқылы шығару
мен су буларын беру арасында материалдық баланас орнайды. Материалдық
баланастарды сипаттаушы өлшемдер ретінде қазандық барабандарындағы су
деңгейлері алынған.
Қазандық агрегаттарының жұмыстары көптеген жағдайда деңгейлерді
реттеу арқылы анықталады. Белгілі бір шектерге дейін деңгейлік кемулер
бойынша құбырлардың экрандарындағы циркуляциялар бұзылып,
нәтижесінде қыздырылған құбырлардың қабырғалық температуралары
артады. Демек күйіп кету орын алады. Барабандардағы деңгейлердің артуына
байланысты апатты жағдайлар орын алады, яғни буқыздырғыштар мен
құбырларға берілген судың мөлшері артады. Осыған орай буқыздырғыштар
тұздармен тозып, түтіктері сынады.
Жоғарыда айтылғандар бойынша белгілі бір шектердің артуы мен кемуі
белгілі бір уақытқа байланысты болады. Осыған орай нақты деңгейлік
талаптар жоғары болады.
Қорек көздерін реттеу сапасы арқылы берілетін сулардың деңгейлері
нақты болады. Осы кезде қазандық сумен толып, қорек суларында
температуралық кернеулер мен металл экономайзерлері белгілі бір сипатта
болады.
Егер стационарлық режимде қазандық барабандарындағы судың
материалдық баланстары анықталса, олардың көлемдік сипаты өзгеріп
отырады. Демек бірнеше кедергілер болады,солардың ішіндегі негізгілеріне:
а) қорек суларының шығын өзгерістері;
б) тұтынушылық жүктемелердің өзгеруіне байланысты қазандықтардағы
булардың өзгеру көлемі;
в) отын мөлшерінің өзгеруіне байланысты қазандықтағы бу өндірісінің
өзгерістері;
г) қорек суларының температуралық өзгерістері.
Әртүрлі арналар арқылы қазандық барабандарындағы деңгейлердің
динамикалық құрамын қарастыру мен әсерлерді реттеу.
2.6 Отындардың жануын реттеу
Тұрақты және жоғары (шамамен 20 -- 30 Па) жану мен тұтанудың орын
алуына орай жану режимдерінің қалыпты шарттары орын алады. Осыған орай
отыннан бөлінген газ арқылы алау тұрақтылығы орнап, отынға берілген
ауаның материалдық баланстық көрсеткіштері мен шыққан газ мөлшері
анықталады. Тұтану нысандарыни реттеу арқылы отын камерасына бұрылысы
камералары қосылып, түтіндерді келтеқұбырлар арқылы сорып аламыз. Осы
аумаққа енген реттеуші әсерлерге түтін газдары жатады, демек
түтінсорғыштармен анықталады. Сыртқы әсерлерге агрегаттардың жылу
мөлшеріне байланысты ауаның шығыны жатады, демек ішкі бұзылыстарға
газдыауа режимдерінің бұзылыстары кіреді. Бұлардың барлығы шаң-тозаң
шығарушы жүйенің жұмысымен тығыз байланысты,демек күйелерді жою
шаралары орындалады.
а -- газ шығындарына орай отынды жоғарыдан тұтандыру процесі
ДВДГ; б -- тұтануды реттеу сұлбасы.
2.6 сурет - АРЖ отындағы тұтану
Отындардың жоғарғы бөліктеріндегі тұтану қисықтарының өзгеруіне
орай Рқо, отын газдарының шығындары (2.6 суретте) берілген. Тұтану
аумақтары бірінші кезекте өздігінен тұтануға байланысты болады.
Алаңдардың кері теріс құрамына орташа мәнді реттелген өлшемдер жатады.
Рқо амплитудалық өзгерістері шамамен 30 -- 50 Па (3 -- 5 мм ст. су) , ал
жиіліктері бірнеше герцке жетеді.
Бастапқы өлшеу құралдарының
пульсацияларын тегістеу үшін арнайы демпфирлеуші қондырғылар
қолданылады, оларға: дроссель түтіктері, шайбалар, жоғары диаметрлі
түтіктер мен аралық баллондар жатады. Ол үшін элеткрлік демпфер алынып,
олардың блоктары реттеу құралдарының элеткрлік сұлбасы арқылы беріледі.
Реттеу әдістері мен сұлбалары. Тұтануды реттеу әдетте шыққан
газдардың өзгерістері арқылы орындалады, демек түтінсорғыштар арқылы
қалыптасып отырады. Осы кезде берілістерді реттеуге болады:
- көп осьтік дроссельдік бұрғыштар;
- бағыттаушы құралдар;
- гидромуфтаалар мен түтінсорғыштардағы жұмыс дөңгелектерінің
айналу саны, айналу жиіліктері.
Реттеудің салыстырмалы әдістері мен графикалары тартқыштардағы
элеткрлік энергиямен анықталады.
Бір импульсті ПИ-реттеуішпен реттелетін сиретудің сұлбасы ең көп
таралған.Реттелетін шаманың қажетті мәні сиретуді реттейтін қолмен
орнатқыштың көмегімен орнатылады (1).Ауа реттеуішінің (3) қосылуы
келетін ауа мен кететін газдардың арасындағы материалдық баланстың
бұзылуына әкеледі.Бу генераторы реттеу режимінде жасағанда жылулық
жүктеменің жиі өзгерістері байқалуы мүмкін соған орай ауа шығыны өзгеруі
мүмкін. Осындай баланстан ауытқудың жиі пайда болуы және сирету
реттеуіштің шапшандығының өсуі жайында ескерту үшін сиретудің ПИ-
реттеуішіне ауа реттеуішінен динамикалық байланыс құрылғысы (2) арқылы
қосымша жоғалатын әсер еңгізу керек.
Динамикалық байланыстың
құрылғысы ретінде, көбінесе, тек ауа реттеуіші қосылған кезде кіріс сигналы
сирету реттеуішінің кірісіне келетін
RC-тізбегін
қолдануға болады.
Динамикалық байланыс құрылғысына әрекеттің бағытталғандығы тән, яғни
тек сирету реттеуіші жүргізу реттеуіші бола алады.
2.7 Қазандық оттығын сиретудің беріліс функциясын анықтау
Реттеу нысаны болып қазандық оттығын сирету болып табылады.
Реттеуіштің баптауын және қазандық оттығын сиретуін автоматты
реттеу жүйесін есептеу қажет.
Реттеу объектісінің математикалық моделі кешігуі бар бірінші ретті
апериодты буын.
Буынның беріліс функциясы келесі түрде болады
н
.
(2.1)
Нысанның өтпелі сипаттамасы 2.7 суретте келтірілген [Плетнев].
2.7 сурет- Сиретуді реттеудің өтпелі сипаттамасының графигі
-нысанның беріліс коэффициенті k=1;
- нысанның тұрақты уақытысы Тн =7с.
Нысанның беріліс функциясы
н
.
(2.2)
2.8 Реттеуішті таңдаудың түсініктемесі
Кешігу уақытының нысанның уақыт тұрақтысына қатынасы нТн
реттеудің динамикасына елеулі әсер ететіні белгілі. Анықталатын қатынасы
бойынша реттеуіштің түрін таңдап алуға болады [Энциклопедия по
разработке САР].
2.1 к е с т е - нТн қатынасы бойынша реттеу заңын және реттеуіш типін
таңдауы көрсетілген
0 нТн0,05 болғандықтан үздіксіз ПИ реттеуіш таңдалады.Соған
байланысты деп аламыз.
Реттеу заңын және реттеуіштің типін таңдаудағы негізгі мақсат -
реттеуіштің минималды құнында және максималды сенімділікте белгіленген
реттеудің сапасын қамтамасыз ете алатын реттеуіш типін таңдау.
Техникалық және физикалық басқару нысандары және оларды реттеу
қондырғылары уақыт бойынша үздіксіз екені белгілі. Қазіргі өндірістегі нТн
қатынасы
Нысан сипаттамасы
Реттеу заңы және
реттеуіш типі
нТн
қатынасы
инерциондық және
кешігу бойынша
реттеу деңгейі
бойынша
Реттеу заңы және
реттеуіш типі
0 нТн0,05
Кешігу жоқ
Өте жақсы
реттелмелі
Релелік, үздіксіз
П-,ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,05 нТн0,1
Үлкен инерционды
және кешігуі аз
Өте жақсы
реттелмелі
Релелік, үздіксіз
П-,ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,1 нТн0,2
Елеулі транспорттық
кешігумен
Жақсы
реттелмелі
Релелік, үздіксіз
П-,ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,2 нТн0,4
Елеулі транспорттық
кешігумен
Реттелмелі
Үздіксіз немесе
цифрлі ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,4 нТн0,8
Елеулі транспорттық
кешігумен
Қиын
реттелмелі
Үздіксіз немесе
цифрлі ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
0,8 нТн1
Үлкен транспорттық
кешігумен
Өте қиын
реттелмелі
Үздіксіз немесе
цифрлі ПИ-, ПД-,
ПИД-реттеуіш
нТн1
Үлкен транспорттық
кешігумен
Өте қиын
реттелмелі
Алдын алуы бар
цифрлі реттеуіш
барлық нысандар үздіксіз болып табылады, сондықтан нақты нысанға реттеу
заңдарын типтік орындау қондырғылары арқасында жеңіл бейімдеу және
реттеу заңдарын жеңіл әрі икемді өзгерту мүмкіндігі болуына байланысты
үздіксіз нысанды реттеу қолданылды.
Қатынас 0 0,05 болғандықтан, реттеу үшін үздіксіз ПИ-реттеуішті
қолданамыз.
Үздіксіз ПИ-реттеуіш келесі артықшылықтарға ие:
- реттеудің нөлінші статикалық қателігін қамтамасыз етеді;
- икемдеудің жеңілдігі, тек екі параметрлер, яғни күшейткіш
коэффициенті Кр және уақыт тұрақтысы Ти бар. Мұндай реттеуіште қатынас
шамасын Кр Ти--min дейін жоғарлатуға мүмкіндігі бар, бұл реттеудің
минималды орта квадраттық қателігі бойынша басқаруды қамтамасыз етеді;
- ПИД-реттеуішке қарағанда, өлшеу каналында шуға аз сезімталдығы.
2.9 Реттеу контурын зерттеу және жүйенің құрылымдық сұлбасы
Үздіксіз басқарудың жұмыс принципі үздіксіз тапсырманы, ауытқуды
және басқарушы шаманы датчиктер және үздіксіз кодқа түрлендіруге
негізделген. Санмен берілген шама үздіксіз түрлендіргіш аркылы таңдалған
автоматты реттеу алгоритміне сай өңделеді. Дипломдық жобада ПИ-реттеу
заңымен өңделеді. Алынған шама автоматты реттеу жүйесінің басқарушы
механизміне беріледі.
Үздіксіз процессор тапсырма мен басқару шамасын салыстырады,
реттеу қателігін уақыт бойынша санды интеграциялайды және оған
пропорционал шаманы есептейді, оларды қосып, уақыт бойыша үздіксіз
регуляторға эквивалентті сигнал алады және нәтижені үздіксіз
түрлендіргішке жібереді.
Үздіксіз түрлендіргіш алынған санды мәннің тізбегін бірқалыпты уақыт
функциясына түрлендіреді.
2.8 суретте автоматты реттеу жүйесінің функционалды сұлбасы
көрсетілген.
2.8 сурет - Автоматты реттеу жүйесінің функционалды сұлбасы
Нысанның автоматты реттеу жүйесінің құрылымдық сұлбасы 2.9
көрсетілген.
2.9 сурет - Тұйықталған жүйенің құрылымдық сұлбасы
Автоматты реттеу жүйесінде үздіксіз реттеуіш таңдалынды, басқару
нысанның беріліс функциясы үздіксіз:
- Wрет - реттеуіш;
- Wом - орындаушы механизм;
- Wн - нысан объектісі;
- Wөқ - өлшеу құралы.
2.10 Реттеуіштің оптималды параметрлерін анықтау
Реттеуіштің оптималды есептің мақсаты- реттеудің оптималды процесін
алу.Реттеуіштің оптималды процестері келесі талаптарға сәйкес келу керек:
1.Өтпелі процестің өшу интенсивті болу керек.
2.Реттелетін шаманың максималды ауытқуы ең кішісі болуы керек.
3.Өтпелі процестің ұзақтығы минималды болу керек.
Реттеу сапасының, яғни өтпелі процестің бағалаудың әртүрлі жанама
критерилері бар.
Көп жағдайда сапаның интегралды критерилері қолданылады.
Ең қарапайым интегралдау критерий сызықтық критерий
∫
(2.3)
Интеграл реттелетін шаманың тұрақталған мәні аймағындағы қисықпен
сипатталатын аудандардың алгебралық қосындысынан тұрады [11].
Бұдан басқа, егер жүйенің сипаттамалық теңдеуінің барлық түбірлері
келесі шартты қанағаттандыратын болса, онда ол берілген мәннен тқмен емес
тұрақтылық қоры болуы керек
(2.4)
мұндағы
жіберілетін мәні,
тұрақтылық қорының түбірлік көрсеткішінің
.
2.2 к е с т е -
сөну дәрежесінің әртүрлі мәндеріне m келесі мәндері сәйкес
келеді
Реттеуіш үздіксіз режимде жұмыс жасайды. Басқару нысанның беріліс
функциясы үздіксіз, кешігуі жоқ бірінші ретті апериодты буын. Бірақ нақты
кез-келген жүйеде кешігу болғандықтан,
бойынша 0,05 тең деп алынды, кешігу уақыты
функциясы
қатынасының мәні 2.2 кесте
. Нысанның беріліс
н
н
.
(2.5)
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz