سیستم کنترل بویلر نیروگاه

سرویس آموزش و ازمون برق نیوز: بنا بر تعریف سیستم‌های کنترل از اجزائی تشکیل شده اند که در ارتباط با یکدیگر کار خاصی را در جهت هدفی معین انجام می‌دهند؛ بنابراین یک واحد نیروگاهی به عنوان یک سیستم تبدیل و تولید انرژی دارای مشخصه‌های فوق می‌باشد.

هدف از کار نیروگاه تبدیل انرژی شیمیائی موجود در سوخت به انرژی الکتریکی مورد نیاز جامعه است و در این رابطه ورودی اصلی نیروگاه سوخت و میزان انرژی الکتریکی تولیدی خروجی آن میباشند. ارتباط بین ورودی و خروجی را کار یک نیروگاه گویند. اجزاء اصلی نیروگاه عبارتند از: بویلر، توربین و ژنراتور.

کنترل بویلر

منظور از کنترل بویلر تنظیم شرائط بخار خروجی بویلر از نظر دبی، فشار و درجه حرارت میباشد. ورودیهای بویلر به طور کلی عبارتند از: سوخت، هوا و آب تغذیه که با توجه به این ورودی‌ها عمده خروجی بویلر درجه حرارت بخار سوپرهیت می‌باشد.

کنترل احتراق

سیگنال اصلی کنترل بویلر (بویلر مستر) بر سه پارامتر مهم بایستی تاًثیر داشته باشد که عبارتند از: سوخت هوا و آب و تقدم تاُخر اثر آن‌ها با اهمیت می‌باشد مثلاً قبل از ورود سوخت، بایستی هوا به بویلر وارد شده باشد و برای کم کردن بار واحد ابتدا سوخت کم می‌شود و سپس هوا، این عمل توسط سیستم محدود کننده ضربدری - Cross limit انجام می‌شود و سیگنالهای خروجی این سیستم به عنوان نقطه تنظیم Set point حلقه کنترل سوخت و هوا استفاده می‌شود.

برای کنترل سوخت می‌توان از مدار روبرو استفاده کرد. این سیستم بسیار گران و غیر اقتصادی است و از آن استفاده چندانی نمی‌شود، زیرا فشار سوخت را نمی‌توانیم زیاد بالا ببریم لذاست که سوخت را در یک حلقه به گردش درآورده و علاوه بر کنترل فشار (توسط شیرکنترل در مسیر برگشت سوخت).

اثر اصطکاک استاتیکی مایع سوخت را خنثی نموده و سوخت می‌تواند بدون تاًخیر در موقع نیاز وارده مشعل شود.

در بعضی موارد سوخت را قبل از گرمکن به مسیر برگشت هدایت نموده تا سوختی که مصرف نمیشود گرم نشده و در انرژی صرفه جوئی شود. شکل مدار این مسیر بشکل روبرو می‌باشد. کنترل سوخت برگشتی توسط کنترل والو مربوطه صورت می‌گیرد که فرمان این شیر یا از فشار بعد از هیتر صادر می‌شود و یا از موقعیت والو اصلی مسیر برگشت.

در استفاده از سوخت گازی بخاطر حجم زیاد سوخت معمولاً در مسیر برگشت از دو کنترل والو به صورت موازی استفاده می‌شود.

برای کنترل هوا معمولاً چند مشعل تواماً کنترل می‌شوند و کنتر موردی وجود دارد که تمام مشعل‌ها یک جا کنترل شوند.

البته کنترل تک تک مشعل‌ها حالت خوبی به نظر می‌رسد، ولی بخاطر مسائل تکنولوژیکی مقرون به صرفه نمی‌باشد. به جهت اینکه فشار هوا قبل از مشعل‌ها بایستی ثابت باشد (بدون توجه به تعداد آنها) لذا فشار هدر اندازه گیری شده و فرمان لازم را برای دمپرهای پس از فن‌ها ارسال می‌دارد.

کنترل آب تغذیه

هدف از کنترل آب تغذیه تنظیم دبی آب تغذیه بگونه‌ای می‌باشد که سطح آب درام در تمام شرائط در یک حد مشخصی باقی بماند. یکی از روش‌ها این است که فشار درام را اندازه گیری کرده با ست پوینت مقایسه شده و به کنترل والو سرعت پمپ (کوپلینگ هیدرولیکی) اعمال شود. از طرفی، چون عمل این کوپلینگ کند است از یک حلقه کنترل سریع در داخل یک حلقه کنترل کند استفاده میشود. در وهله اول که احتیاج به دبی آب کم داریم کنترل روی والو انجام می‌گیرد و اگر دبی زیاد نیاز باشد کنترل روی دور پمپ انجام می‌شود. برای کنترل بهتر از دو والو موازی استفاده می‌شود که برای درصدی از بار از والو رنج پائین و برای بقیه بار از والو رنج بالا استفاده می‌شود. به علت حساسیت و خطاهای اندازه گیری، سیستم کنترل آب تغذیه را پیچیده‌ترین حلقه‌های کنترل می‌باشد که معمولاً از مدار کنترل سه عنصری (سطح درام، فلوی بخار، فلوی آب تغذیه) استفاده میشود.

کنترل درجه حرارت

درجه حرارت بخار خروجی از بلویلر بایستی ثابت باشد مشکل عمده، تاًخیر موجود در سیستم است. برای اینکه این تاًخیر را کم کنیم درجه حرارت قبل از سوپرهیتر اندازه گیری می‌شود تا تغییر در درجه حرارت خروجی زودتر حدس زده شود، چون امکان دارد بخار هنگام عبور از لوله‌های سوپرهیتر با دمای متفاوت خارج گردد لذا از دو طرف سوپرهیت اندازه گیری درجه حرارت انجام می‌شود. چون ممکن است که آب اسپری نتواند درجه حرارت را کنترل کند از سیستم‌های کمکی استفاده می‌شود این سیستم‌ها عبارتند از: G.R.FAN و تغییر زاویه مشعل‌ها که فقط در بویلرهائی که مشعل‌ها در گوشه‌های بویلر قرار دارند استفاده می‌شود و با تغییر زاویه مشعل‌ها انرژی تشعشعی تغییر داده می‌شود.