Sterowanie Procesami Cieplnymi  I kolokwium
1. Proszę podad definicję sterowania i regulacji, wymuszeo i zakłóceo, współczynnika
niejednostajności układu regulacji oraz narysowad schematy blokowe regulacji i sterowania
ze sprzężeniem do przodu.
Sterowanie  całokształt działao aby uzyskad założenia procesu
Regulacja  szczególny przypadek sterowania, w którym wykorzystuje się informacje o parametrach
wyjściowych do sterowania
Współczynnik niejednostajności  np. dla turbin będzie to stosunek różnicy maksymalnej i minimalnej
prędkości obrotowej do średniej wartości prędkości obrotowej. Zwykle wacha się w granicach 3 do
5%.
Wymuszenia  sygnał wchodzący do układu regulacji na który mamy wpływ (np. dla kotła będzie to
masa wody chłodzącej  jej wartośd możemy zmieniad za pomocą zmiany obciążenia pomp
zasilających)
Zakłócenia  sygnał wchodzący do układu regulacji na który nie mamy wpływu (np. dla kotła będzie to
temperatura wody chłodzącej  nie mamy wpływu na to jaka będzie temperatura wody w rzece)
2. Co to są współrzędne stanu? Proszę zaproponowad współrzędne stanu dla grubościennego
zbiornika ciśnieniowego, wypełnionego mieszaniną dwóch gazów.
Współrzędne stanu (inaczej zmienne stanu) są narzędziami w metodzie opisu zjawisk i modelowania
matematycznego. Są to zmienne które ujmują więcej niż tylko relacje między wyjściem a wejściem
oraz zakłóceniami ponieważ uwzględniają matematyczny opis zjawisk zachodzących wewnątrz układu
sterowania. Dla grubościennego zbiornika ciśnieniowego wypełnionego mieszaniną dwóch gazów
proponuję ciśnienia cząstkowe każdego ze składników oraz jako współrzędne stanu.
3. W jaki sposób do równania bilansu masy dla stanu nieustalonego:
można wprowadzid współrzędne stanu: ciśnienie i temperaturę?
Ostatecznie:
4. Proszę omówid działanie przedstawionego poniżej układu regulacji.
Legenda:
1  wał regulatora obrotów, 2- tuleja regulatora
prędkości, 3  dz
wigienka, 4  bezwładnik, 5  tuleja
synchronizacyjna, 6  kółko tunelu synchronizatora,
7  główna pompa olejowa, 8  zawór przelewowy oleju,
9  kryza oleju na łożyska, 10  dławik oleju,
11  pierwszy zawór regulacyjny, 12  tłok sprężynowy
zaworu, 13  sprężyna serwomotoru, 14  talerz
oporowy sprężyny, 15  śruba do zmiany napięcia
sprężyny.
Jak to działa: kiedy ciężarki bezładnika (4) się rozchylają lub przybliżają to cylinderek (3) w tulei (2)
zmienia swoje położenie przez co zwiększa lub zmniejsza obciążenie pompy olejowej (7). Zmieniają
się wtedy opory przepływu. Pozwala to nam na użycie sprężyn o określonych parametrach tak aby
reagowały na pewne ustalone obciążenia. Układ ten pozwala na bardzo wygodną regulację ponieważ
można zmieniad kolejnośd otwierania zaworów poprzez zmianę kolejności sprężyn.
5. Proszę omówid układy regulacji stosowane w kotłach parowych. Należy podad wielkości
regulowane, wejścia i wymuszenia (wielkości na jakie działają układy regulacji)
Wyróżniamy 5 układów sterowania i regulacji w kotłach parowych:
a) Ciśnienia pary (obciążenia kotła)
b) Temperatury pary przegrzanej
c) Zasilania poziomu wody w walczaku
d) Procesu spalania (stosunku paliwo-powietrze)
e) Podciśnienia w komorze paleniskowej
Wśród zmiennych wejściowych wyróżniamy:
a) Strumieo masy oraz ciśnienie wody zasilającej
b) Strumieo masy, ciśnienie oraz temperaturę pary kierowanej z części wysokoprężnej turbiny
do międzystopniowego przegrzewacza
Wśród zmienny wyjściowych wyróżniamy:
a) Strumieo masy, ciśnienie oraz temperaturę pary dolotowej
b) Strumieo masy, ciśnienie oraz temperaturę pary wtórnie przegrzanej.
Wśród wymuszeo wyróżniamy:
a) Wartośd opałową paliwa
b) Temperaturę wody zasilającej
c) Współczynnik przenikania ciepła przez ścianki kotła
6. Proszę narysowad odpowiedz
w dziedzinie czasu na skok jednostkowy układu inercyjnego,
całkującego i opóz
niającego.
7. Proszę omówid stosowane sposoby regulacji obciążenia (zmiany mocy bloku parowego)
Obciążenie bloku parowego jest równoznaczne z regulacją obciążenia turbiny parowej  nie będzie
energii elektrycznej jeśli wał turbiny nie będzie się kręcił a generator wykonywał swojej pracy. Aby
zmienid moment na wale turbiny należy posłużyd się jedną z regulacji:
a) Jakościowa (dławieniowa)  polega na tym że cały strumieo pary doprowadzony do turbiny
przepływa przez zawór główny i jeden lub dwa jednocześnie otwierane zawory regulacyjne i
wpływa do wspólnej komory obwodowej przez pierwszym stopniem turbiny.
b) Ilościowa  polega na tym, że regulowany jest przekrój wlotu do turbiny proporcjonalnie do
doprowadzonego strumienia pary. W tych warunkach para, dopływając do wieoca
dyszowego, nie ulega dławieniu.
c) Ilościowo jakościowa (grupowa)  polega na tym, że dopływ pary do turbiny jest sterowany
przez 3 do 6 zaworów o od każdego zaworu para jest kierowana do samodzielnej grupy dysz.
8. Proszę narysowad schemat i omówid działanie trój impulsowego układu regulacji poziomu
wody w walczaku kotła.
Przy regulacji trój-impulsowej w układzie pomiarowym mierzone są:
a) Odchyłka poziomu wody od wartości zadanej
b) Obciążenie masowe wytwornicy pary
c) Natężenie dopływu wody zasilającej
Natężenie przepływu pary i wody odbierane są przez przekaz
nik różnicowy  zależnie od tego czy
sygnały te mają taka samą wartośd czy też występuję różnica w wartości tych sygnałów do układu
regulatora wysyłany jest odpowiedni sygnał wynikowy. Zostaje on porównany z układem pomiaru
poziomu z sygnał przekazany z przekaz
nika. Zależnie od tych dwóch wartości analizie poddawany jest
ostateczny sygnał regulacyjny wyjściowy stanowiący wypadkową tych sygnałów i zostaje przekazany
do siłownika regulacyjnego wody zasilającej.