Машинист ЦТЩУ паровыми турбинами (стр. 5 )

Параметр, характеризующий условия протекания процесса и поддерживаемый регулятором, называется регулируемым параметром (регулируемой ве­личиной).

Примером простейшего регулятора может служить поплавковый регулятор уровня жидкости в баке (рис. 1).

Усилие, развиваемое поплавком 1 при изменении уровня, передается рычагу 3, с помощью которого ре­гулируется открытие клапана 2, а следовательно, и при­ток жидкости в бак.

Рис. 1. Поплавковый регу­лятор уровня. Рис. 2. Простейшая си­стема автоматического регулирования.

Если количество жидкости, поступающей в бак, рав­но расходу ее из бака, уровень в нем сохраняется по­стоянным.

При увеличении расхода жидкости уровень в баке начнет снижаться. По мере снижения уровня поплавок будет опускаться и увеличивать открытие клапана. По­ступление воды в бак будет возрастать. Процесс регу­лирования закончится, когда приток жидкости в бак сравняется с расходом ее из бака.

В процессе регулирования регулятор получает воз­действие от объекта. Это воздействие сводится к тому, что регулятор воспринимает изменения регулируемого параметра, происходящие в объекте регулирования. В свою очередь регулятор, изменяя положение регули­рующего органа, оказывает влияние на ход процесса в объекте регулирования, а следовательно, и на величи­ну регулируемого параметра. Таким образом, регули­руемый объект и регулятор связаны между собой и в хо-

де процесса регулирования взаимно действуют друг на друга.

Системой автоматического регулиро­вания называется совокупность регулируемого объекта и управляющих им автоматических регуляторов.

Бак и регулятор, поддерживающий уровень жидкости в баке (рис. 1), являются примером простейшей системы автоматического регулирования.

Изображается простейшая система автоматического регулирования в виде замкнутого контура (рис. 2), со­стоящего из регулируемого объекта и регулятора. На­значение системы — поддерживать на заданном значении регулируемый параметр . Заданное значение регули­руемого параметра вводится в регулятор в виде задаю­щего воздействия , вырабатываемого специальным устройством — задатчиком.

В регуляторе происходит сравнение величины регу­лируемого параметра с заданным значением.

Если эти величины в течение некоторого времени равны, регулятор не оказывает воздействия на объект, состояние системы автоматического регулирования на­зывается установившимся. Установившееся состоя­ние системы нарушается при возникновении возмущений. Bозмущением принято называть воздействие, нарушающее установившееся состояние системы регули­рования, в результате которого регулируемый параметр отклоняется от заданного значения.

Возмущающие воздействия, нарушая нормальный ход процесса, приводят систему регулирования в неуста­новившееся состояние. При этом регулируемый параметр отклоняется от заданного значения. На входе регулятора появляется сигнал разности между задан­ным и действительным значениями регулируемого пара­метра, который называют ошибкой регулирова­ния, или сигналом рассогласования. При наличии сигнала рассогласования на входе регулятора на выходе его вырабатывается сигнал, определяющий управляющее воздействие , возвращающее систему в установившееся состояние.

Элементы, входящие в систему автоматического ре­гулирования, обычно обладают свойством направленного действия. Поступающие сигналы передаются лишь в од­ном направлении, например с выхода объекта на вход регулятора и т. д.

Обязательным условием функционирования системы автоматического регулирования является наличие замк­нутого контура: выход объекта — вход регулятора — вы­ход регулятора — вход объекта. Или, иначе говоря, все системы автоматического регулирования являются замкнутыми системами.

При нарушении одной из связей образуется ра­зомкнутая система. Понятие разомкнутой систе­мы обычно используется в расчетах систем автоматиче­ского регулирования.

Билет 11

Приборы давления, их типы, принцип действия.

Давление — наиболее распространенный измеряемый параметр. Без измерения давления сжигаемого газа невозможна безопасная работа газотопливного хозяйства. В котельных установках измеряют давление пара в барабане, по которому контролируют эффективность сжигания топлива и теплоотдачи к трубам в топке, а также безопасность работы котельного оборудования, давление перегретого первичного и вторичного пара для определения экономич­ности работы энергоблока, отложений солей на внутренней поверхности трубопроводов. Для оценки работоспособности насосов и вентиляторов измеряют давление питательной воды, пара для эжекторов и продувки форсунок, воздуха после воздухоподогревателя, т. е. во всех напорных линиях трубопроводов, и разрежение дымовых газов в верхней части топки, вакуум в конденсаторе турбины.

Давление как физическая величина определяется в виде энергии вещества (жидкость или газ), отнесенной к единице объема, и является наряду с температурой основным параметром его физического состояния. Воздействие давления вещества на внешний объект проявляется в виде силы F, действующей на единицу площади S, т. е. Р=F/S.

В СИ за единицу давления принят Паскаль (Па). Паскаль давление силы в один Ньютон на площадь в один квадратный метр (Па= 1 Н/м2). Широко применяют кратные единицы кПа и МПа.

При измерениях различают абсолютное, вакуумметрическое и избыточное давления. Под абсолютным давлением понимается полное давление, которое равно сумме атмосферного и избыточного Рабс=Р + Ратм. Вакуумметрическое давление ниже атмосферного РВ=Ратм — Рабс

Приборы давления в зависимости от измеряемой величины разделяют на манометры (для измерения избыточного или абсолютного давления), барометры (для измерения атмосферного давления), вакуумметры (для измерения вакуумметрического давления).

Манометры, предназначенные для измерения малых избыточных давлений (до 40 кПа), называют напоромероми, а предназначенные для измерения малых вакуумметрических давлений (до 40 кПа) — тягомерами. Приборы давления, которые имеют двустороннюю шкалу с пределами измерения ±20 кПа, называют тягонапоромерами (значение нуль на шкале соответствует атмосферному давлению). Для измерения разности давлений используют дифференциальные манометры (дифманометры).

По принципу действия чувствительного элемента приборы для измерения давления разделяют на жидкостные, деформационные, грузопоршневые и электрические. В качестве образцовых, по которым осуществляется поверка рабочих приборов, применяют грузопоршневые манометры.

Передача сигнала, получаемого от чувствительного элемента первичного преобразователя к вторичным автоматическим приборам, осуществляется либо механически в показывающих приборах, либо с помощью преобразователей дифференциально-трансформаторных, ферродинамических, с магнитной или силовой компенсацией и тензопреобразователей «Сапфир».

Жидкостные приборы давления

В жидкостных приборах давления измеряемая величина компенсируется столбом жидкости, отнесенным к единице его поперечного сечения. В основу действия таких приборов положен метод сообщающихся сосудов. Жидкостные приборы давления используют в качестве манометров для измерения давления неагрессивных газов вплоть до 0,1 МПа, тягомеров для измерения разрежения Рв до 7000 Па, вакуумметров для измерения вакуума Рв до 0,1 МПа и дифференциальных манометров для измерения раз­ности давлений неагрессивных жидкостей, паров и газов до 0,07 МПа. Их применяют в качестве приборов, устанавливаемых по месту эксплуатации отдельных узлов оборудования или на площадках об­служивания, а также в качестве образцовых при поверке рабочих приборов, рассчитанных на те же диапазоны измерения давления, разрежения или разности давлений.

Жидкостные приборы давления бывают двух видов: U-образные (двухтрубные) и чашечные (однотрубные) манометры.

Схема U-образного манометра показана на рис.1, а.

Рис. 1. Схемы жидкостных манометров: а - U-образного, б — чашечного; 1 — трубки, 2 — шкала, 3 — жидкость, 4 дуга, 5, 7 - винты, 6 -. уровень, 8 - сосуд, 9 - вытеснитель

Прибор представляет собой изогнутую стеклянную трубку 1, заполненную до половины жидкостью 3 (вода, ртуть). Трубку закрепляют по отвесу вертикально на твердом основании и по ее высоте наносят шкалу 2 в миллиметрах. Измеряемая величина уравновешивается и определяется столбом h рабочей жидкости, равным сумме столбов h1 и h2 в обоих коленах трубки. При измерении давления или разрежения один конец трубки оставляют открытым, а другой соединяют с объектом измерения, а при измерении разности давлений к обоим концам трубки подводят измеряемые давления.

Результат измерения давления обычно выражается в миллиметрах водяного или ртутного столба. Для получения давления в Паскалях используют формулу Р=hgr, где g — местное ускорение свободного падения; r — плотность рабочей жидкости.

При измерении давления U-образным манометром возможны погрешности: из-за отклонения значений ускорения g и плотности р от расчетных; ошибок в считывании показаний h1 и h2 вследствие неправильного нанесения шкалы 2; неравномерности температурного расширения шкалы, стекла и рабочей жидкости.