Методические указания по наладке системы регулирования процесса горения газомазутных котлов (стр. 5 из 22)
. (3)Очевидно, степень затухания Y равна нулю в том случае, если третья амплитуда равна первой, т.е. когда процесс незатухающий.
Степень затухания Y равна единице в том случае, если третья амплитуда равна нулю, что соответствует апериодической форме переходного процесса.
Получение оптимального процесса регулирования (Y в пределах 0,75-0,9) достигается, в основном, за счет правильного выбора динамических параметров настройки регулятора. Существует несколько методов расчета оптимальной настройки систем регулирования [4-6]. В практике выполнения наладочных работ чаще всего используют, так называемые, инженерные методы расчета, основанные на использовании номограмм или формул, которые были получены в результате модельного исследования и обобщения работы АСР различных объектов. На рисунке 9 приведены номограммы для определения параметров динамических настроек ПИ-регулятора в одноконтурной замкнутой АСР на объектах с самовыравниванием, обладающих достаточной (не слишком малой) инерционностью, а также формулы ВТИ для объектов, кривые разгона которых имеют формы, подобные изображенным на рисунке 8, с любыми временными характеристиками.
В задачу настройки системы автоматического регулирования входит также обеспечение требуемых соотношений различных параметров, правильное дозирование которых определяет надежность и экономичность работы технологического оборудования. Выполнение этой задачи может быть достигнуто путем статической настройки регулятора.
Методика и пример расчета системы автоматического регулирования рассмотрены соответственно в разделе 4 и приложении Б.
3.5 После завершения монтажных работ по системе автоматического регулирования процесса горения проверяется ее функциональная готовность к работе. Прежде всего необходимо удостовериться в целостности входных и выходных цепей регулятора. Исправность входных каналов проверяется путем измерения сигнала датчика непосредственно на входе в регулятор и сравнения его с текущим значением технологического параметра. На неработающем котле сигнал по месту установки датчика можно имитировать (необходимость в этом отпадает, если использован датчик с выходным сигналом 4-20 мА).
При отсутствии сигнала на входе в регулятор цепи датчика необходимо прозвонить. Если сигнал приходит в искаженном виде, следует проследить всю входную цепочку, например, на предмет правильности установки защитных стабилитронов в случае размножения сигнала от датчика к другим потребителям.
Фазировка входных каналов осуществляется в соответствии с технологическим алгоритмом работы регулятора путем изменения значения сигнала (коэффициента передачи) по данному каналу и его сравнения со знаком изменения сигнала разбаланса регулирующего прибора.
Исправность управляющих цепей проверяется путем кратковременного автоматического воздействия на исполнительный механизм как в одну, так и в другую сторону. При этом уточняется фазировка управляющего воздействия.
На регуляторах устанавливаются параметры динамической настройки, определенные расчетным путем по номограммам или формулам ВТИ (см. рисунок 9) на основании временных характеристик кривых разгона. Методика определения коэффициентов передачи по каналам регулирующих и задающих воздействий, а также зоны нечувствительности рассматривается в следующем разделе.
После установки на регуляторе расчетных параметров настройки производится его пробное включение. Убедившись, что при неизменной нагрузке и отсутствии искусственно наносимых возмущений работа регулятора не вызывает расходящихся колебаний, можно переходить к испытаниям регулятора.
Перед проведением наладочных испытаний составляется и подписывается у главного инженера электростанции соответствующая программа (на каждый регулятор в отдельности или на группу регуляторов), где указывается:
— цель испытаний;
— условия их проведения (нагрузка котла или энергоблока, количество работающих механизмов и горелок и т.п.);
— тип и количество наносимых возмущений;
— предполагаемая длительность переходного процесса;
— условия завершения испытаний;
— ответственные лица.
В дальнейшем для передачи регуляторов в эксплуатацию составляется еще одна программа по проведению приемо-сдаточных испытаний. Так как содержание этих программ во многом повторяет друг друга (разница в том, что в первом случае она отражает интересы исполнителя, во втором — заказчика), то, по согласованию с руководством цеха ТАИ, они могут быть совмещены.
При проведении испытаний возмущения наносятся как ручным задатчиком (при этом уточняется диапазон его действия), так и регулирующим органом. Следует отметить, что у регулятора топлива имеется дополнительный, автоматический задатчик, каковым является интегратор регулятора мощности (Nзд на рисунке 1). Поскольку этот задатчик представляет из себя основное средство воздействия на регулятор топлива после включения последнего в работу, то при проведении испытаний диапазон его действия и цена деления в обязательном порядке должны быть установлены и выданы оператору котла (блока).
Общий подход к корректировке параметров динамической настройки относительно расчетных значений может быть следующим:
— в каждом опыте меняется только один из двух параметров настройки (коэффициент передачи регулятора или время интегрирования);
— если переходный процесс характеризуется слабой колебательностью (или отсутствием таковой), но большой длительностью, то коэффициент передачи регулятора следует увеличивать, а время интегрирования уменьшать;
— если переходный процесс носит сильно выраженный колебательный характер при нормальной крутизне характеристики регулирующего органа, то коэффициент передачи регулятора должен быть уменьшен;
— если переходный процесс имеет слабую колебательность (3-4 разнополярных колебания регулируемого параметра относительно равновесного состояния) и малую длительность, то он близок к оптимальному.
Если снять кривые разгона для объектов регулирования процесса горения по каким-либо причинам не представляется возможным, то определение параметров динамической настройки регуляторов, как указывалось ранее, может быть выполнено экспериментально. При этом для первых пробных включений регулятора на нем устанавливаются настройки, заведомо исключающие появление колебательного или, по крайней мере, расходящегося переходного процесса (заниженный коэффициент передачи регулятора и повышенное время интегрирования). Дальнейшие операции по корректировке настроек производятся согласно рекомендациям, изложенным выше.
После настройки быстродействующих контуров регулирования подачи топлива, воздуха и разрежения в топке, регуляторы остаются в работе и уточняется расчетное значение статической настройки соотношения «топливо — воздух». Динамические и статические настройки корректирующего регулятора по кислороду определяются на основании кривых разгона и режимной карты котла. При проведении динамических испытаний корректирующего регулятора возмущение целесообразно наносить ручным задатчиком, причем во избежание появления химической или механической неполноты сгорания сначала в большую сторону, затем — в меньшую. Статическая настройка проверяется и при необходимости уточняется в режиме изменения нагрузки котла при поддержании подчиненным регулятором ранее настроенного соотношения «топливо — воздух» (см. раздел 5).
3.6 Последовательность настройки и ввода в работу регуляторов процесса горения может быть произвольной. С точки зрения поэтапной завершенности работ наладку целесообразно начинать с регулятора разрежения, затем переходить к регулятору топлива и заканчивать работу настройкой регулятора общего воздуха, который является наиболее трудоемким и сложным узлом в силу необходимости предоставления определенных режимов и нагрузок.
Настройка схемы синхронизации двух исполнительных механизмов по варианту рисунка 2 или 5 сводится к настройке быстродействующего регулятора соотношения двух параметров (положение направляющих аппаратов ДВ или дымососов). Коэффициенты передачи как по основному каналу, так и по каналу задающего воздействия устанавливаются одинаковыми и максимальными. В варианте рисунка 4 синхронизация происходит одновременно посредством двух регуляторов. Однако каждый из них отрабатывает сигнал по разности положений направляющих аппаратов и в этом смысле ничем не отличается от регулятора, реализующего схему синхронизации на рисунке 2 или 5.
В целом динамическую настройку регуляторов желательно проводить при нагрузке котла, близкой к нижней границе регулировочного диапазона, так как коэффициенты усиления большинства теплоэнергетических объектов возрастают при снижении нагрузки. В этом случае правильно подобранные настройки будут гарантировать устойчивую работу регуляторов также и на нагрузках более высоких. Для быстродействующих регуляторов указанное условие не столь критично и в большинстве случаев такие регуляторы могут обеспечивать хорошее качество регулирования с неизменными настройками во всем диапазоне рабочих нагрузок котла.
Однако иногда динамические параметры настройки регулятора нуждаются в корректировке. Например, при некоторых значениях коэффициента передачи и времени интегрирования регулятор обеспечивает высокое быстродействие на низкой нагрузке, но при максимальной паропроизводительности котла переходный процесс оказывается излишне затянутым. Если подбором компромиссных значений параметров настройки не удается добиться удовлетворительного качества регулирования на всех нагрузках, прибегают к автоматической перенастройке. На аппаратуре Протар эта операция выполняется программным путем. Для чего может быть использована одна из функций «переключение», посредством которой в исходном состоянии в ячейку C1 (коэффициент пропорциональности) или t1 (постоянная интегрирования) засылаются первоначальные значения параметров настройки, а при срабатывании функции эти значения меняются на новые. И первоначальные, и новые значения настроек размещаются в ячейках П категории «программируемая переменная» и после функционального преобразования пересчитываются с учетом соответствующей размерности. Инициативным сигналом, вызывающим работу функции «переключение», может служить факт достижения параметром, характеризующим нагрузку котла (например, расход топлива) заданного значения.