Регулирование избытка воздуха

Назначение системы. Регулирование избытка воздуха (система регулирования содержания кислорода в отходящих газах) предназначается для поддержания нормального и экономичного горения и осуществляется путем изменения количества вторичного воздуха в зависимости от содержания кислорода в отходящих газах.

Принцип действия. Одним из условий правильной работы зоны спекания является обеспечение нормального сгорания, которое можно определить по содержанию кислорода в отходящих газах. Недостаток кислорода в отходящих газах свидетельствует о недожоге. Он влечет за собой лишний расход топлива и ухудшение теплообмена между газами и материалом. При большом избытке воздуха часть его, проходя по печи и являясь балластной, отбирает тепло, полученное при горении. В связи с этим количество кислорода необходимо поддерживать в определенном диапазоне.

Регулятор избытка воздуха является позиционным регулятором, встроенным во вторичный прибор газоанализатора. При выходе О₂ за зону нечувствительности через определенное время (предварительная выдержка времени) осуществляется воздействие регулятора на изменение количества подаваемого в печь воздуха путем изменения задания регулятору температуры отходящих газов.

Схема регулирования и ее работа. Структурная схема автоматического регулирования содержания кислорода в отходящих газах приведена на рис. 2.19.

Измерение концентрации кислорода производится газоанализатором. Электрический сигнал, получаемый с выхода газоанализатора, поступает на вторичный записывающий прибор, имеющий встроенный позиционный регулятор. При выходе О₂ за пределы нормы замыкаются контакты позиционного регулятора и срабатывают реле К1 или К2. Загорается лампочка, сигнализирующая о выходе параметра за пределы нормы.

Реле Kl (K2) своими замыкающими контактами включает катушку реле времени КТ1 и подготавливает цепь для изменения задания регулятору температуры отходящих газов. Спустя время предварительной выдержки, на которое настраивается реле времени КТ1, срабатывает замыкающий контакт реле КТ1 в цепи изменения задания регулятору температуры отходящих газов.

При выходе параметра О₂ за пределы нормы, кроме включения регулятора избытка воздуха, подается запрет на отработку регулятору температуры отходящих газов (размыкается размыкающий контакт К1 в цепи магнитного усилителя — управление правым шибером в сторону уменьшения) и запрет регулятору зоны кальцинирования на отработку в сторону увеличения количества топлива, подаваемого в печь. Выбор управляемого шибера делается на месте. В данном случае используется правый шибер.

Настройка регулятора. К настроечным параметрам регулятора относятся зона нечувствительности, время предварительной выдержки и величина воздействия.

Нижний предел значения зоны нечувствительности определяется на основе данных анализа газов при различных содержаниях О₂. Тот процент кислорода, при котором появляется недожог (СО, Н₂ до 0,5%), является граничным, соответствующим нижней границе зоны нечувствительности (обычно 0,8%).

Верхняя граница зоны принимается (исходя из соображений экономичности) равной приблизительно 2,5%. Таким образом, величина зоны нечувствительности получается примерно равной 1,7%. В зависимости от конкретных условий эта величина и граничные значения могут несколько меняться.

Время предварительной выдержки, необходимое для предотвращения ложных срабатываний схемы при кратковременных выходах параметра за пределы нормы, равно примерно 50 с (время одного оборота).

Определение величины воздействия заключается в нахождении величины, на которую нужно изменить задание регулятору температуры отходящих газов, чтобы содержание кислорода в них изменилось на половину зоны нечувствительности позиционного регулятора (приблизительно 0,8%).

Для этого находят:

1) зависимость изменения Т_о.г от разрежения в пыльной камере (Р_п.к) и коэффициент, определяющий эту зависимость:

КР_п.к / Т_о.г = ΔТ_о.г / ΔР_п.к;

2) зависимость, изменения количества кислорода в отходящих газах от разрежения в пыльной камере и коэффициент, определяющий эту зависимость:

КР_п.к / О₂ = ΔО₂ / ΔР_п.к.

Затем рассчитывают, на сколько градусов нужно изменить задание регулятору температуры отходящих газов:

ΔТ_о.г = [ΔО₂К (Р_п.к / Т_о.г)] (КР_п.к / О₂).

После этого производят ручное или автоматическое изменение задания регулятору (последнее осуществляется включением сопротивления во второй измерительный мост). Положение ручки чувствительности измерительного моста должно быть таким, при котором подключение сопротивления изменит задание регулятору на величину ΔТ_о.г.

Для определения положения ручки чувствительности балансируют регулятор на среднем значении Т_о.г, затем изменяют положение ручки задатчика (ручного) на величину, соответствующую ΔТ_о.г, и, включая сопротивление во второй измерительный мост, поворачивают ручку чувствительности этого моста до баланса регулятора. Найденную чувствительность фиксируют.

Включение регулятора. Перед включением регулятора необходимо выполнить следующие действия:

— убедиться в нормальной работе газоанализатора и регулятора температуры отходящих газов;

— проверить установку выдержки времени реле КТ1;

— повернуть ключ выбора режима работы в положение «Автоматика»;

— проследить за правильностью отработок регулятора.