Напорная характеристика ЦБ компрессора

Если выделить области, находящиеся левее экстремума, то в этой области ЦБ нагнетатель работать не может. Возникает явление помпажа – при малых расходах энергия частицы на колесе больше, чем давление в сети Þ обратный ток Þ пульсации потока газа с высокой частотой. Нарастание пульсации, вибрация Þ отказ оборудования

Поэтому в процессе работы необходимо обеспечить антипомпажный режим работы. В производственных условиях, регулятор, обеспечивающий антипомпажный режим – антипомпажный регулятор (регулятор нагрузки ЦБ компрессора, обеспечивающий антипомпажный режим работы)

ВОПРОС №17

Решение задачи управления таких аппаратов осуществляется с учетом особенности протекания процесса теплообмена. Теплообмен может осуществляться с изменением агрегатного состояния рабочих веществ и без изменения. Если не происходит изменение агрегатного состояния, то схема управления трубчатого теплообменника аналогична схеме управления теплообменника смешения. Осн. проблемы управления такими теплообменниками это значительная инерционность по каналу управления. В том случае если изменяется агрег.состояние одного из рабочих веществ то проблемы управления явл. фактор невозможности оценки интенсивности теплообмена по изменению температуры. В технолог. теплообменнике при изменении фазового состояния интенсивность оценивается уровнем жидкости. Если задача управления- нагрев рабочей жидкости за счет изменения агрег. состояния греющего теплоносителя то задача управления- поддержание заданного значения температуры. Если же происх. изменение агрег. состояния нагреваемого потока, тогда задача управления- поддержание матер. баланса по технолог. потоку (кипятильники, конденсаторы, тепл. трансформаторы). При оценке св-в модель аппарата заполненная сконденсирующейся жидкостью имеет пост. значение температуры, поэтому модель этой части аппарата хар-ся обыкновенными ДУ. Структуры модели, сами модели достаточно полно изложены в плане Эриота - находят отображение у Дудникова

. r-скрытая теплота парооборазования, G-расход, Р-давление.

1.G_ЖС_рж(θ_вых-θ_вх)=G_nr_n(P_n)-q_пот. 2.Уравнение матер. баланса межтрубч. пространства SdL_k/dt=G_пG_ж. 3

3.Ур-е теплопередачи через стенку dq=K_TdF_T(θ_n-θ). Для данного технол. объекта мы можем считать, что расход жидкости G_ж-возмущение по нагрузке, К_т-состояние стенок, мультипликативное возмущение. θ_вых и L_k-управляемые вел-ны, G_п-управл. воздействие. 1-звено, хар-щее процесс конденсации; 2-гидродинамика процесса конденсации; 3-усилительное звено; 4-звено, определяющее процесс теплопередачи. Учитывая особенности этих процессов по каналу регулирования

1 звено-инерционное, процесс изменения давления пара в межтрубном пространстве

2 усилительное звено-связь между температурой пара и его давлением;

3 звено-звено с распредел. параметрами, модель с транспортным запаздывание, связь между температурой в межтрубном пространстве и температурой жидкости на выходе из аппарата;

4 звено-динамика вых. камеры по потоку рабочей жидкости.

 

ВОПРОС №18

При утилизации тепла возникает задача поддержания оптимальной работы противоточных ТО

Задачу эффективной утилизации тепла в противоточном ТО можно решить, если рассматривать задачу поддержания оптимального термодинамического функционирования. В работах Цирлина показано, что решение задачи минимизации потерь процесса теплообмена приводит к необходимости поддержания постоянства соотношения температур теплоносителя к температуре продукта

СУ, которые решают эту задачу, м.б. построены по 2–м вариантам

1.

регулируется расходом греющего теплоносителя

Если , то необходимо поддерживать

- в установившемся режиме

Схема работает, если

Недостатки: схема не учитывает изменение теплоемкостей потоков и обладает существенной инерционностью (2 контура стабилизации температуры).

2. 1-й контур – инерционный (по температуре)

2-ой контур – поддержание соотношения расходов (малоинерционный) с учетом изменения теплоемкостей.

,

В такой схеме расход продукта и расход греющего поддерж. постоянным и θ_гр(l)/θ_пр(l)=const. В отличие от предыд. схемы контур малоинерционный, схема усложняется но быстродействие повышается.

 

ВОПРОС №19

Выпаривание-процесс удаления растворителя в виде пара из раствора нелетучего вещества при кипении этого раствора. В отечественной практике процесс выпарки относят к тепловым процессам, в зарубежной-массообменный поскольку отсутствует фаза четкого разделения равновесия вещества в аппарате. Обычно выпариванию подвергаются водные растворы. В качестве теплоносителя использ.водяной пар. Греющий пар принято называть первичным, а пар, образованный при кипении вторичным. Процесс выпаривания можно проводить в однокорпусных устройствах на основе выпаривания или в многокорпусных - многократное выпаривание. В многокорпусных установках достигается значительное уменьшение энергозатрат в результате использ.вторичных паров последующих корпусах установки. Простое выпаривание происходит при атмосф.давлении а многократное-в вакуумных установках. Задача управления зависит от назначения выпарной установки. Задачу управления процесса выпаривания будем рассм.как задачу стабилизации. Источником возмущения явл.колебание расхода и концентрации исходного раствора, изменение энтальпии греющего пара и потеря в окружающую среду. Управл.воздействие обычно явл.расход греющего пара. Для того чтобы поддержив.матер.и тепловой балансы стабилизируют уровень и давление в аппарате. Техническая проблема: измерение концентрации упаренного раствора. В связи с этим при управлении процессом выпарки использ.температурная депрессия-это разность между температурой кипения раствора и растворителя. Она является информативным показателем концентрации упаренного раствора. При измерении температуры депрессии возник.проблемы выбора места установки датчиков температуры

Проблемы измерения концентрации упаренного раствора, Þ чтобы ее решить, не применяя прямых анализаторов качества, используют эффект температурной депрессии – разность температур кипящего раствора и насыщенного водяного пара. Для измерения температурной депрессии измеряются температура кипящего раствора и температура вторичного пара

ВОПРОС №20

Котельная – комплекс сооружений, агрегатов и устройств, предназначенных для выработки теплоносителя в виде горячей воды или водяного пара за чет сжигания топлива

Котельная включает в себя: котлы, водяные экономайзеры, воздухонагреватели, тягодутьевые устройства, теплообменники, водоподготовительные установки

Классификация:

1. по назначению: отопительные, производственные, производственно-отопительные

2. по виду вырабатываемого теплоносителя: паровые, водогрейные, пароводогрейные

3. по мощности: малой мощности (< 20 МВт), средней мощности (20 - 100 МВт), большой мощности (> 100 МВт)

4. по надежности теплоснабжения: I категория (единственный источник тепла), II категория

Рассмотрим барабанный КА, как объект автоматизации

1 – камерная топка

2, 3 – трубы циркуляционного контура (В_Т – расход топлива)

4 – барабан (Р_б – давление пара в барабане, Д_б – расход пара в барабане)

9 – воздуходувка

10 – дутьевой вентилятор

11 – дымосос

S_T – разрежение в топке

Степень сгорания определяется по концентрации кислорода в отходящих газах

5, 6 – паронагреватели

5 – радиационный

6 – конвективный

Регулирование температуры перегретого пара осуществляется за счет впрыскивания конденсата

7 – впрыскивающий пароохладитель

8 – водяной экономайзер (нагрев питательной воды до температуры приблизительной равной температуре в барабане)

Водяной экономайзер:

· кипящий (t < t_бар)

· некипящий (t ≈ t_бар)

Температура уходящих газов ≈ 110 С

Солесодержание в барабане поддерживается продувкой

Объект можно представить как «черный ящик»

Основные переменные (расход, температура и давление перегретого пара, уровень в барабане, разрежение в верхней части топки, оптимальный избыток воздуха, солесодержание котловой воды) позволяют выделить несколько задач, которые возникают при управлении барабанным котельным агрегатом