Энергосберегающий алгоритм регулирования подачи воздуха и разряжения в топке отопительного котла Ямаев Артур Ирекович, аспирант Уфимского государственного авиационного технического университета.

Анализ структуры потерь энергоресурсов в сфере производства, распределения и потреблении электроэнергии показывает, что определяющая доля потерь - до 90% приходится на сферу энергопотребления. Учитывая, что более 60% всей вырабатываемой электроэнергии потребляют электроприводы, можно сделать вывод о высокой актуальности задач энергосбережения при проектировании, эксплуатации, а также модернизации систем электропривода.

Большое распространение электроприводы получили на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства. При этом внедрение энергосберегающих технологий в этой области позволяет получить не только экономический, но и социальный эффект. Одно из направлений повышения эффективности, экономия электроэнергии при работе отопительного котла. В связи с тем, что основным потребителем электроэнергии при работе отопительного котла являются дымососы и вентиляторы можно выделить актуальную задачу – разработка и внедрение энергосберегающего алгоритма регулирования производительности дымососов и вентиляторов.

На рис.1 показана схема работы отопительного котла. Рис.1. C хема работы отопительного котла. Вода, проходя теплообменные поверхности котла, в котором сжигается газ, нагревается до заданной температуры и поступает в теплосеть. Сжигание топлива осуществляется в атмосферном воздухе, состоящем из окислителя - кислорода О2 (21%) и инертного, не участвующего в горении азота N2 (79%). При полном горении теплоты выделяется больше, чем при неполном.

Поэтому следует добиваться, чтобы сгорание топлива в котельных установках было полным. Главным условием этого является подвод к топливу такого количества кислорода, чтобы его было достаточно для полного окисления горючих элементов.

Это было бы возможно при идеальном смешивании топлива и кислорода воздуха, подводимого в зону горения. Причем кислорода при этом было бы столько, сколько требуется по реакции горения, то есть теоретически необходимое его количество.

Однако на практике в этом случае не удается достигнуть полного сгорания топлива. Поэтому процесс горения ведется с некоторым избытком воздуха. Отношение действительного количества воздуха ( ), расходуемого для сжигания топлива, к теоретически необходимому ( ) называется коэффициентом избытка воздуха. [Хаванов П.А. ]                                                                                                          (1) На практике принимают ориентировочно следующие значения α для различных топлив: для пылевидного и газообразного топлива—1,03.

1,16, для жидкого топлива (мазут)—1,2. 1,25, для твердого топлива—1,3. 1,65. Как указано в [Плетнев Г.П.] для обеспечения условий   нормального топочного режима необходимо наличие небольшого постоянного разряжения в верхней части топки (до 20 – 30Па)(2) В случаях,   когда естественная тяга для преодоления воздушных и газовых сопротивлений котлоагрегата недостаточна, применяют специальные механизмы (дутьевой вентилятор и дымосос), с помощью которых осуществляется так называемая уравновешенная искусственная тяга.

Несоблюдение условий (1) и (2) приводит к аварийным ситуациям в работе котла: проскок пламени, отрыв пламени и снижает эффективность сжигания топлива. В тоже время температура окружающего воздуха в течение   отопительного периода меняется в широких пределах, поэтому возникает необходимость регулирования подачи топлива с целью обеспечения заданной температуры теплоносителя. В связи с вышеизложенным в процессе работы отопительного котла возникает необходимость регулирования подачи воздуха и разряжения.

При этом процесс регулирования должен обеспечивать необходимые режимы в соответствии с технологической картой работы отопительного котла, так как даже кратковременный выход   параметра давления воздуха и разряжения за установленные пределы может привести к аварийной ситуации.

Рассмотрим основные методы регулирования режимов работы дымососов и вентиляторов 1. Дросселирование. 2.

Изменение конструктивных характеристик вентилятора. 2.1 и зменение угла атаки лопастей вентиляторов.

2.2 Изменение количества лопастей вентилятора. 3. Прерывистое регулирование [ Ланцов А.В.]. 4. У правление скоростью вращения ротора электродвигателя вентилятора. 4.1 Изменения конфигурации бегущего магнитного поля.

4.2 Параметрическое регулирование. 5. в ариаторы и муфты скольжения. 6. Электродвигатели постоянного тока. 7. Изменение частоты напряжения питания электропривода вентиляторов и дымососов. Наиболее простым и самым распространенным способом регулирования вентиляторов являются дросселирование.

При этом вентилятор вхолостую расходует часть своей мощности, преодолевая вводимое в напорный или всасывающий воздуховод сопротивление (шибер). Поэтому часть потребляемой агрегатом электроэнергии расходуется вхолостую.   Дополнительное оборудование, необходимое в этом случае, имеет низкую надежность, трудно регулируемое и потребляет много энергии Таким образом, технология дроссельного регулирования (с помощью задвижек): неэкономична, требует постоянного контроля дежурным персоналом, допускает большие колебания, вызывает повышенный износ оборудования Наиболее эффективным и экономичным способом регулирования производительности вентиляторов является плавное изменение их скорости вращения, которое достигается применением частотно-регулируемого электропривода.

Изменение частоты питающей сети является задачей, решаемой преобразователями частоты. Современные достижения электроники позволяют осуществлять изменение частоты с погрешностью 0,01 %. Применение частотно регулируемого электропривода вентиляторов позволяет достичь следующих преимуществ по сравнению с традиционными методами: – уменьшение энергопотребления в среднем на 30-40%; – поддерживает заданный расход воздуха или температуры охлаждаемого объекта; – устранение пусковых токов и перегрузок двигателя; – уменьшение механического износа оборудования и снижение затрат на его техническое обслуживание и ремонт; – у величение срока службы контактно-коммутационной аппаратуры и снижение вероятности выхода из строя двигателей; – во всем диапазоне рабочих скоростей и нагрузок, коэффициент мощности электропривода близок к единице; К недостаткам можно отнести то, что необходимо учитывать инерционность дымососов и вентиляторов с целью обеспечения надежной работы.

Представим передаточную функцию дымососа W ( p ) в виде апериодическом звене первого порядка

News show ii для joomla Аналитическая справка по проверке кл.часов