Industrielle Dampfkessel sind für die Beheizung von Prozessen und die Erzeugung von elektrischer Energie von entscheidender Bedeutung. Um die Energiekosten zu senken, muss die Effizienz dieser Systeme optimiert werden.
Industrieunternehmen und Heizungsbetreiber müssen einen kontinuierlichen Betrieb sicherstellen, um die Produktion der Fabriken zu gewährleisten und die Anforderungen ihrer Kunden ohne Unterbrechung zu erfüllen.
Um die Leistung zu verbessern und die Lebensdauer eines Industriekessels zu verlängern, ist ein guter Betrieb von entscheidender Bedeutung.
Sehen wir uns gemeinsam an, wie Sie den Wirkungsgrad Ihres Industriekessels verbessern und seine Lebensdauer verlängern können.
Industriekessel mit Ballon werden zur Erzeugung von Hochdruckdampf verwendet.
Sie werden in der Regel in Fabriken installiert, umWärmeenergie für industrielle Heizprozesse, Reinigungs- und Hydratationsprozesse oder zur Stromerzeugung in Kraftwerken zu erzeugen.
Ein Ballon ist ein zylindrischer Behälter für kochendes Wasser oder Dampf, der in der Regel auf der Seite liegt und sich in der Nähe der Oberseite eines Kessels befindet. Er wird verwendet, um den industriellen Prozess zu versorgen oder den Dampf abzuscheiden, um eine Dampfturbine anzutreiben und so Strom zu erzeugen.
Die Aufrechterhaltung des richtigen Wasserstandes im Speicher ist für den sicheren und effizienten Betrieb des Kessels von entscheidender Bedeutung.
Ein zu hoher Wasserstand führt zu Überschwemmungen und stört den Prozess der Abscheidung von Feuchtigkeit aus dem Dampf im Boiler. Ein zu niedriger Wasserstand führt zu einer geringen Effizienz der Wasser-Dampf-Umwandlung und kann sogar die Rohre des Kessels freilegen und beschädigen. Diese Anforderungen schlagen sich in der Regel in einem engen Bereich nieder, in dem der Pegel gehalten werden muss.
Der Dampfstrom und der Speisewasserstrom sind zwei Elemente, die sich auf den Ballonpegel auswirken. Ihre Hinzufügung zum Ballonstandselement ermöglicht eine enge Steuerung des Wasserstands im Ballon, und diese Steuerungsstrategie wird als "Drei-Elemente-Regelung" bezeichnet.
Die Speicherfüllstandsregelung wird auch als "Speisewasserstandsregelung" bezeichnet, da ihr Zweck in einem Speicherkessel darin besteht, einen konstanten Wasserstand im Speicher aufrechtzuerhalten.
Multifunktionale Prozessregler: Eine zuverlässige und kostengünstige Lösung zur Regelung des Füllstands von Industriedampfkesseln und zur Erzielung einer stabilen und genauen Regelung des Speicherfüllstands.
Der Hauptzweck der Speicherfüllstandsregelung besteht darin, den Speisewasserstrom als Reaktion auf die Rückkopplung des Wasserstands zu manipulieren, um einen konstanten Wasserstand aufrechtzuerhalten. Der Wasserfluss wird typischerweise durch Änderung der Drehzahl einer Speisewasserpumpe oder durch Öffnen/Schließen eines Steuerventils manipuliert.
Die oben erläuterte Rückkopplungsregelung ist akzeptabel, wenn die Kessellast (Dampfbedarf) stabil ist. Eine plötzliche Änderung der Last führt jedoch zu einer vorübergehenden Störung, die als "inverse Reaktion des Ballonspiegels" bezeichnet wird und die Stabilität stört. Um eine enge Kontrolle unter stabilen und vorübergehenden Bedingungen zu gewährleisten, wird die Dampfaustrittsrate, die die Störung verursacht, vor jeder Füllstandsänderung gemessen und zur direkten Manipulation des Speisewassers verwendet. Dies wird als "Zwei-Elemente-Kontrolle" bezeichnet.
Darüber hinaus unterdrückt der Regelkreis für den Speisewasserdurchfluss, der in Kaskade aus dem Regelkreis für den Ballonfüllstand hinzugefügt wird, die Auswirkungen von Druckschwankungen des Speisewassers und verbessert die Steuerbarkeit. Durch das Hinzufügen dieser drei Elemente: (1) Ballonfüllstand, (2) Dampfdurchfluss und (3) Speisewasserdurchfluss, kann die Steuerung vorhersagen, wie viel Wasser trotz Störungen zum Ballon hinzugefügt werden muss, um den Ballonfüllstand aufrechtzuerhalten.
Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für die Funktionsblockkombinationen des PSC210 für die Speicherregelung des dreiteiligen Kessels. Der Ausgang (MV) des PID-Regelblocks des Regelkreises für den Speicherfüllstand (LIC) wird als Sollwert (SP) des zweiten PID-Regelblocks für den Regelkreis für den Speisewasserdurchfluss (FIC) in Kaskade bereitgestellt. Der Ausgang (MV) des LIC wird zum Dampfdurchsatz addiert, um dessen Schwankungen zu kompensieren (Vorwärtsregelung).
Das Reglermodell PSC210 eignet sich aufgrund seiner Backup- und manuellen Ladefunktionen besonders für den Einsatz in kritischen Regelkreisen, wie z. B. bei Heizkesseln.
Er verfügt auch über eine Modbus/TCP-Kommunikationsfähigkeit, um die Fernüberwachung/-steuerung von Heizkesseln von einem SCADA-System aus zu realisieren.
Die Regler der Serie PSC100/200 können zusätzlich zur PID-Regelung erweiterte Software-Funktionsblöcke für Addition/Subtraktion und Offset/Offset-Berechnung bereitstellen, um eine anspruchsvolle Regelung wie die dreiteilige Fassfüllstandsregelung zu realisieren.
Mit der dreiteiligen Niveauregelung des Kesselspeichers, die in den multifunktionalen PID-Reglern der Serie PSC100/200 verfügbar ist, können Hersteller und Betriebsleiter den Wirkungsgrad ihres Dampfkessels effektiv optimieren und die Lebensdauer der Anlage verlängern. Die Betriebskosten werden gesenkt und Ihre Investitionen geschützt.
Wenn der Druck im Ballon aufgrund eines plötzlichen Anstiegs der Last (Dampfaustrittsrate) abnimmt, dehnen sich die in den Generatorrohren vorhandenen Blasen aus und verdrängen das Wasser im Rohr in Richtung Ballon, sodass eine falsche Darstellung des tatsächlichen Wasserstands im Ballon entsteht. Der Effekt kehrt sich um, wenn die Füllung abnimmt. Ebenso sinkt der Wasserspiegel bei Zugabe von Speisewasser vorübergehend, weil sich die gekühlten Blasen zusammenziehen. Diese Phänomene werden als "inverse Reaktion des Ballonspiegels" bezeichnet.
Der Fuji Electric-Regler erhöht vorübergehend das Speisewasser, um diesen Effekt auszugleichen, wenn die Last steigt.
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