電廠化學(xué)儀表：第五節(jié) 鍋爐給水加氮自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

1、第五節(jié) 鍋爐給水加氮自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)一、加氨自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理加氨自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理方框圖如圖7-25所示。鍋爐給水加氨處理的目的在于提高給水的pH值，防止熱力系統(tǒng)腐蝕。在一定溫度下pH值與氨的含量有對應(yīng)關(guān)系，在25下氨與pH值的關(guān)系如圖7-26所示。氨的含量與水的電導(dǎo)率也存在著對應(yīng)關(guān)系，在25下氨與電導(dǎo)率對應(yīng)關(guān)系如圖7一27所示用檢測電導(dǎo)率的方法可間接橄定氨的含量。在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，把氨含量(測量水中電導(dǎo)率信號)轉(zhuǎn)換成0-10mA的直流信號，此信號與系統(tǒng)要求的氮含量最佳值給定值)進行比較，其偏差信號輸人調(diào)節(jié)器，再由調(diào)節(jié)器輸出0- 10mA直流信號給晶閘管電壓調(diào)整器，以控制直流電動機的電壓和轉(zhuǎn)

2、速，從而維持氨為定值，也即控制了給水的PH值1.1檢測儀表 通常選用DDD-32B型電導(dǎo)率儀側(cè)盤給水的電導(dǎo)率。 2.調(diào)節(jié)器 加氨自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用DTL-121調(diào)節(jié)器(也可以采用DTL-331等其他調(diào)節(jié)器)，這種調(diào)節(jié)器具有比例、積分、微分三種調(diào)節(jié)作用。當把調(diào)節(jié)器的微分電阻Rd，短接時，微分時間Td=0,這時就成了比例積分調(diào)節(jié)器。 3.電壓調(diào)整器 電壓調(diào)整器主要由觸發(fā)器。晶閘管及整流電路組成，其電氣線路如圖7-28所示。 (1)主控電路。主控電路由單相交流電源直接供電，不用主變壓器，可以大大減小重量和體積，采用單相供電的主要缺點是造成電網(wǎng)三相負載不平衡，但本裝置容量小，影響不大。 主回路采用橋式晶

3、閘管整流電路(由VS、V6及V3、V4組成)給直流電動機的電樞繞組供電。因它屬反電動勢負載，故串有電抗器L1,D3為續(xù)流二極管，C1,R1,C2,R2為晶間普付敘限攝護元件.C3_R3為空流付電流僅護元件，C4、R4為直流過電壓保護元件，F(xiàn)1,F為快速熔斷器作為晶閘管元件的過流保護元件。 直流電動機的勵磁電壓由V8一V9組成的橋式整流電路供給。2)觸發(fā)器。觸發(fā)器采用比較簡單可靠的單結(jié)晶體管張弛振蕩器。V1作為可變電阻，C7為充放電電容，V2為單結(jié)晶體管,T2為脈沖變壓器。脈沖電壓從脈沖變壓器TZ愉出。T2次級有兩組線圈，可以同時輸出兩路同樣的脈沖，分別觸發(fā)兩回路中的晶閘管。脈沖變壓器可以使觸發(fā)

4、回路與主回路相互隔離。電阻R7和T8是觸發(fā)回路的限流電阻，二極管D12.D13用來抑制負脈沖輸出，只輸出正脈沖。二極管v10,V11的作用是使晶閘管的控制極與陰極之間免受過大的反向電壓作用而損壞。電容C9用以防止干擾信號侵人晶網(wǎng)管。觸發(fā)回路的工作電壓取自同步變壓器T1次級輸出的交流電壓，此電壓經(jīng)V14V17橋式整流電路整流以及R12和V18.V19串聯(lián)穩(wěn)壓電路削波后為前沿較陡的梯形波電壓。 (3)控制和反饋回路。晶體管V1作為可變電阻，它的控制信號來自TDL-121調(diào)節(jié)器的愉出信號(0-20mA)當調(diào)節(jié)器輸出信號變化時，V1的Ube變化，從而改變其發(fā)射極和集電極之間的電阻，使C7充電速度不同，

5、因而使發(fā)出第一個脈沖的時間改變，這樣就可以改變晶閘管的導(dǎo)通角，使整流后的直流電壓發(fā)生改變，最終導(dǎo)致直流電動機轉(zhuǎn)速的相應(yīng)變化。 為了安全起見，設(shè)有手動一自動切換裝置DTL-121調(diào)節(jié)器在手動工作狀況時，其操作信號仍需要由放大電路輸出，這樣當檢洲器發(fā)生故障時，手動操作也能進行。二、系統(tǒng)的調(diào)校 1，電壓調(diào)整器的調(diào)校 電壓調(diào)整器的調(diào)校目的是使直流電動機的轉(zhuǎn)速隨愉入信號的大小成線性變化。調(diào)校方法:在輸入端送入1m信號電流，調(diào)整調(diào)零電位器RP2，使直流電動機的轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的1/10，再愉入9mA電流。調(diào)節(jié)反饋電位器RPR1,使轉(zhuǎn)速為9/10額定轉(zhuǎn)速。然后再按上述步驟反復(fù)潤整，直到符合要求為止。 2.調(diào)節(jié)

6、參數(shù)的整定 一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程質(zhì)量取決于調(diào)節(jié)對象的特性，所選擇的調(diào)節(jié)方案，干擾的形式和大小以及調(diào)節(jié)參數(shù)等。 當一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成后，對象的各通道特性已確定，此時調(diào)節(jié)過程的品質(zhì)就取決于調(diào)節(jié)器的各個參數(shù)調(diào)節(jié)參數(shù)的選擇稱為整定?，F(xiàn)介紹幾種工程整定方法, 它們都是在現(xiàn)場進行的，方法簡單、容易掌握。整定時應(yīng)注意以下幾點: 1)功衰減率應(yīng)以4:1為宜，這是為了保證系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定度，同時調(diào)節(jié)又比較迅速。 2)在滿足上述條件下，還要設(shè)法消除或盡量減少余差，盡量減小最大動態(tài)偏差，盡量縮短調(diào)節(jié)時間。 3)在一般情況下，比例作用是最基本的調(diào)節(jié)作用，積分作用和微分作用起輔助作用。對于PI或PID調(diào)節(jié)器，因

7、為有兩個或三個調(diào)節(jié)參數(shù)，所以要達到規(guī)定的袁減率，整定參數(shù)可以有很多組合，一般選擇參數(shù)時應(yīng)考慮到動態(tài)偏差和調(diào)節(jié)時間方面的要求。 (1)經(jīng)驗試湊法。 所謂經(jīng)驗試湊法，就是按一定規(guī)律來摸索，觀察特性曲線，調(diào)整參數(shù)。比如在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運時，開始用比例作用使積分時間T1=，微分時同TD=0，被調(diào)量為流量時，根據(jù)經(jīng)驗采用= 40%-100%，可先取占=50%如果看到特性曲線振蕩過強，則表示比例帶太小了，應(yīng)加大一些。如果調(diào)節(jié)過程過于緩慢，余差過大，則表示比例帶太大了，應(yīng)該減小些。這樣逐漸調(diào)整，直到衰減率合乎要求為止。當完成上述工作以后，再加入積分作用，這時侯要將比例帶放大到原來的1.2倍左右。如發(fā)現(xiàn)余差消

8、除得很慢，調(diào)節(jié)過程過于緩慢，則應(yīng)增強積分作用，把積分時間縮短。被調(diào)量振蕩得很厲害，則應(yīng)減弱積分作用。即把積分時間加長。節(jié)系統(tǒng)加入了適當?shù)谋壤头e分作用后，若品質(zhì)指標還達不到預(yù)定要求，則可加入微分作用，這時可將比例帶恢復(fù)到原來的數(shù)值(或更小一些)，然后逐漸增加微分作用，以得到一個較好的調(diào)節(jié)過程。 上述經(jīng)驗試湊法合理有效，但是費時較多。在實際工作中，可適當?shù)亟M合占、T1(和TD)的數(shù)值，得到有同樣衰減率的調(diào)節(jié)過程曲線，而且其余指標也較接近。例如減小可以用增加T1的辦法來補償。 加氨自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)屬于流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大、T1小，一般不用微分作用，故采用PI調(diào)節(jié)器。按經(jīng)驗，T1一般在0.11min范圍內(nèi)，

9、可選擇T1為0.5min。然后將比例帶由大到?。?00%20%）逐步試湊，直到獲得較好的調(diào)節(jié)過程曲線為止。對于礴要加人微分作用的其他系統(tǒng)，可以根據(jù)TD=(1/3l/4)T1進行估算。一般情況下只需要對一個調(diào)節(jié)參數(shù)進行試湊。如果特性曲線還不滿意，再適當?shù)卣{(diào)整積分時間，在需要微分作用的系統(tǒng)中再適當?shù)卣{(diào)整微分時間。 (2)臨界斑例帶法(穩(wěn)定邊界法)。這也是目前應(yīng)用較廣的一種方法。在單純采用比例調(diào)節(jié)作用時，若將比例帶逐漸減小，被調(diào)的振蕩傾向便加強，開始出現(xiàn)等幅振蕩時的比例帶叫做臨界比例帶K、振蕩過程中的兩個峰值之間的時間就是臨界振蕩周期TK。當然，選用的比例帶應(yīng)該比K大些。通過經(jīng)驗分析，可以根據(jù)K、T

10、K定出合適的整定參數(shù)值。具體方法如下:使積分時問T1=無窮大 (若有微分作用，則使TD=0），從大到小逐步改變調(diào)節(jié)器的比例帶，得到如圖729所示的臨界振蕩過程曲線，然后記錄臨界比例帶K和臨界振蕩周期TK的數(shù)值，再由經(jīng)驗公式求得比例帶和T1: =2.88K T1 =0.85TK （3）衰減曲線法。前面已經(jīng)講過，對于一個單純比例作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，隨著的變化，在階躍千擾作用下，過渡過程的衰減率也會變化。在衰減比達到4:1時的比例帶Z表示，這時的周期用TZ表示。像臨界比例帶法一樣，可根據(jù)Z和TZ。按經(jīng)驗公式確定調(diào)節(jié)器參數(shù)即 =1.2Z T=0.5TZ確定方法和臨界比例帶法相似，但是為了得到較可靠的過渡過程曲線，必須在工藝穩(wěn)定情況下外加一定的擾動，通常是將給定值改變2%一3%，在工藝允許情況下也可以適當大一些。圖7一30所示就是典型的過渡過程曲線。逐步調(diào)整比例帶達到B：B1=4：1的振蕩過程，然后定出TZ和Z。應(yīng)當指出調(diào)節(jié)器參數(shù)是與對象特性相配合的，遇到工藝作條件變動，特別是負荷變動較大時。原來的調(diào)節(jié)器參數(shù)很可能不再適用，需要重新整定。 3.給定值的確定電導(dǎo)率的給定值定多大合適，這要根據(jù)各電廠