Regulator kotła WR10 - instrukcja obsługi

Regulator kotła może pracować według jednego z dwóch algorytmów:

1. algorytm sterowania kotła na utrzymanie wydajności wyliczonej przez regulator nadrzędny
2. algorytm sterowania kotła na utrzymanie zadanej temperatury wody wyjściowej z kotła

Wyboru jednego z powyższych algorytmów dokonuje się poprzez zaprogramowanie odpowiedniej wartości na funkcji 09: jeśli zaprogramowana zostanie wartość 0, to wybierany jest pierwszy z algorytmów, zaś w przypadku zaprogramowania wartości 1 regulator pracuje według drugiego algorytmu.

Algorytm sterowania kotła na utrzymanie wydajności wyliczonej przez regulator nadrzędny

W tym trybie regulacji istotnym parametrem programowalnym jest zadana moc kotła PrcQ (funkcja 13). Regulator wylicza przelicznik posuwu rusztu na 1MW produkcji i według niego dla zadanej wydajności wyliczana jest wartość wysterowania falownika rusztu imp_r.

Do poprawnego wyliczenia omawianego przelicznika potrzebna jest średnia krocząca objętości węgla z ostatnich trzech godzin. Sterownik stara się oszacować tą wielkość tak, aby nawet jeśli pracuje krócej niż trzy godziny, przelicznik mógł być wyliczany. Po starcie sterownika przyjmowany jest przelicznik 4MW = 1.000m3/h. Przez 1 godzinę regulator co 3 minuty koryguje prędkość rusztu vr (pod warunkiem, że pracuje on w trybie pracy automatycznej - w innych trybach pracy odpowiednie wartości są wyliczane, ale nie jest podejmowana regulacja) tak, aby dostarczyć tyle paliwa, ile wynika z zadanej wydajności. Po pierwszej godzinie regulator odrzuca przelicznik 4MW = 1.000m3/h, bierze zaś pod uwagę rzeczywisty stosunek w dotychczasowym czasie pracy od startu programu/kotła. Co każde 3 minuty regulator koryguje ten przelicznik, aż w czwartej i następnych (po trzeciej) godzinie regulator kieruje się średnią z ostatnich 3 godzin, czyli działa docelowo.

Regulacja rusztem jest przeprowadzana co 3 minuty: wyliczany jest wówczas przelicznik objętości paliwa na wydajność, a na tej podstawie wyliczana jest docelowa prędkość rusztu - taka, aby przy aktualnej wydajności i aktualnym stosunku energia/objętość uzyskać zaprogramowaną wydajność. Zmiana w stosunku do wysterowania z poprzedniego cyklu regulacji nie może być większa niż 0.1% plus tzw. korekta od warstwownicy (funkcja 34). Korekta od warstwownicy to wyrażona w procentach różnica między aktualnym położeniem warstwownicy (funkcja 74), a położeniem sprzed godziny podzielona przez 20 (zmiana warstwownicy z okresu godziny jest przekładana na zmianę rusztu w ciągu 3 minut) oraz wzięta ze znakiem minus - na przykład jeśli warstwownica przed godziną miała grubość 130mm, a aktualnie ma grubość 140mm, czyli została podniesiona o (140 - 130) / 130 = +7,69%, korekta od warstwownicy wynosi -1 * (7,69%) / 20 = -0,38%, co oznacza, że ruszt może zostać dodatkowo zwolniony o 0,38% w jednym cyklu regulacji.

Zmiana zaprogramowanej wartości wydajności odniesienia PrcQ jest przyjmowana natychmiast - w każdym cyklu podejmowana jest stosowna regulacja. Dla uniknięcia rezonansu wprowadzone jest ograniczenie: żeby zwiększyć wysterowanie rusztu musi być spełniony warunek, że moc wyjściowa QkX (funkcja 11) jest mniejsza od wydajności skorygowanej Qskr (funkcja 32) i ich różnica nie zmalała od ostatniego cyklu 3-minutowego. Odwrotnie: żeby zmniejszyć wysterowanie rusztu musi być spełniony warunek, ze QkX jest większe od Qskr i różnica QkX - Qskr nie zmalała od ostatniego cyklu.

Sygnalizacja niedotrzymania wydajności odniesienia jest załączana w następujących przypadkach:

• jeśli przez ostatnie 30 minut wydajność była niższa o co najmniej 10% niż wydajność odniesienia
• jeśli przez ostatnie 18 minut wydajność była niższa o co najmniej 15% niż wydajność odniesienia
• jeśli przez ostatnie 6 minut wydajność była niższa o co najmniej 20% niż wydajność odniesienia
• jeśli przez ostatnie 3 minuty wydajność była niższa o co najmniej 25% niż wydajność odniesienia

W pierwszych trzech przypadkach, aby włączył się alarm dodatkowo aktualna wydajność musi być również mniejsza od wydajności odniesienia.

Algorytm wyliczania współczynnika Kpmk do korekcji mocy kotłów

Pierwszym krokiem jest wyliczenie korekty mocy dla kotłów wg następującego wzoru:

(2.1)

gdzie:

• Kpmk - współczynnik korekty mocy kotłów Kpmk
• Qobl - moc odniesienia ciepłowni Qobl
• Qodnsum - suma mocy odniesienia wszystkich pracujących kotłów
• Qc1h - średnia moc ciepłowni z ostatniej godziny; jako moc ciepłowni należy rozumieć sumę mocy wszystkich jej odpływów, tj. odpływy

(2.2)

(2.3)

Jak widać, na wartość Kpmk składają się dwa czynniki: pierwszy (Qobl / Qodnsum) określa jaki jest stosunek zapotrzebowania na moc ciepłowni do sumy zaprogramowanych mocy kotłów. Jeżeli stosunek ten wynosi 100% - oznacza, to, że aktualnie zaprogramowana moc na wszystkich kotłach jest równa aktualnemu zapotrzebowaniu na moc ciepłowni Qobl. Jeżeli wynosiłby 200% - oznaczałoby to, że suma zaprogramowanych mocy kotłów jest o połowę za mała w stosunku do zapotrzebowania na moc Qobl, a zatem sterownik nadrzędny będzie musiał wysłać do kotłów informację o tym, że muszą one pracować z mocą równą 200% mocy zaprogramowanej. Ponieważ jednak moc ciepłowni jest zawsze mniejsza od sumy mocy wszystkich kotłów (ze względu na potrzeby własne ciepłowni) - stąd potrzebny jest drugi czynnik (Qobl / Qc1h), który wskazuje jaki jest stosunek mocy odniesienia do rzeczywistej mocy ciepłowni, czyli uwzględnia wydatek mocy na potrzeby własne.

Tak wyliczony współczynnik korekty mocy Kpmk jest następnie wysyłany przez sterownik nadrzędny do wszystkich kotłów, które wyliczają swoją moc odniesienia przemnażając zaprogramowaną moc zadaną przez Kpmk.

Przy tym algorytmie należy jeszcze zwrócić uwagę na dwie rzeczy:

• wartość bezwzględna mocy zaprogramowanej na sterownikach kotłów nie ma praktycznego znaczenia - znaczenie ma to jaki jest stosunek mocy poszczególnych kotłów pomiędzy sobą (przykład: jeśli na pierwszym kotle zaprogramujemy 0,5MW, a na drugim 1MW, to oznacza to tylko tyle, że kocioł drugi będzie zawsze pracował z mocą dwukrotnie większą od kotła pierwszego, zaś bezwzględna wartość mocy zostanie wyliczona automatycznie przy udziale sterownika nadrzędnego; jeśli nadrzędny wyliczy, że zapotrzebowanie na moc kotłów wynosi 15MW, to kocioł pierwszy będzie pracował z mocą 5MW, a kocioł drugi z mocą 10MW tak, by zgadzała się suma mocy (tu: 15MW) oraz rozkład mocy pomiędzy kotłami (tu: kocioł drugi ma pracować z dwa razy większą mocą niż kocioł pierwszy)
• wartość Kpmk dużo różniąca się od 100% (np. 300%) nie jest niczym nienormalnym i nie należy z tego powodu dokonywać zmian zaprogramowanej mocy odniesienia kotłów; tak, jak napisano w poprzednim punkcie - zaprogramowane na poszczególnych sterownikach kotłów wartości mocy odniesienia służą tylko do określenia w jaki sposób chcemy rozłożyć obciążenie pomiędzy poszczególne kotły, zaś o to by uzyskać odpowiednią moc sumaryczną zadba sterownik nadrzędny wyliczając odpowiednią wartość współczynnika Kpmk

Przykład

Przykład pochodzi z MPEC Tarnowskie Góry, ale jest uniwersalny dla wszystkich systemów ciepłowniczych, w których jest zaimplementowany opisywany algorytm.

Załóżmy, że obecnie na ciepłowni pracują kotły:

WR-10 nr 2 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 10[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 0[MW]

WR-10 nr 3 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 9[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 8[MW]

WR-10 nr 4 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 10[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 10[MW]

WR-25 nr 5 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 28[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 25[MW]

WR-25 nr 6 z zaprogramowaną wydajnością Qodn = 25[MW] i aktualną wydajnością Qkoc = 0[MW]

Moc obliczeniowa Qobl = 45[MW], natomiast moc ciepłowni z ostatniej godziny Qc1h = 43[MW]. Wówczas korzystając ze wzoru na Kpmk, możemy obliczyć jego wartość:

(2.4)

Na poniższym schemacie przedstawiono zespół kotłów pracujących według omawianego algorytmu zgodnie z powyższymi założeniami:

(2.5)

Poniższy (rzeczywisty) wykres pokazuje przykładowe zmiany współczynnika Kpmk w ciągu doby. Współczynnik rośnie, gdy "podnoszą się" widełki mocy (miejsce oznaczone 2), co pociąga za sobą wzrost mocy ciepłowni, a spada, gdy widełki mocy obniżają się (miejsce oznaczone 1).

(2.6)

Poniższy rysunek przedstawia rzeczywistą pracę regulatora kotła działającego według tego algorytmu:

(2.7)

Jak widać w punkcie oznaczonym 1, moc kotła podąża nie za wartością zaprogramowaną (PrcQ/Qprg), ale za wartością skorygowaną (Qskr). Moc kotła jest regulowana poprzez odpowiednie sterowanie falownikiem rusztu imp_r, co widać w punkcie oznaczonym jako 2. W punkcie 3 oznaczono pracę kotła w synchronizacji - jest to niezalecany tryb pracy, gdyż wówczas regulator nie może w żaden sposób utrzymywać parametrów kotła.

Algorytm sterowania kotła na utrzymanie zadanej temperatury wody wyjściowej z kotła

W tym trybie pracy sterownik stara się utrzymywać aktualną temperatury wody wyjściowej z kotła Twy (wartość wyświetlana na wyświetlaczu stałym) wokół wartości zadanej Tod (funkcja 00) poprzez odpowiednie zmiany wysterowania falownika rusztu imp_r. Częstotliwość zmian wysterowania falownika rusztu imp_r (funkcja 03) jest zmienna i może wynosić od 3 do 6 minut w zależności od różnicy pomiędzy zadaną temperaturą wody wyjściowej Tod a temperaturą aktualną Twy. W przypadku, gdy wspomniana różnica temperatur jest mniejsza od 6°C, cykl regulacji wynosi 6 minut, zaś gdy różnica temperatur jest większa, cykl regulacji się skraca do 3 minut. Zmiana w wysterowaniu falownika rusztu imp_r również zależy od temperatury. Podstawowy przyrost prędkości rusztu jest obliczony jako 1/80 aktualnego wysterowania rusztu ze znakiem zależnym od różnicy pomiędzy aktualną temperatury wody wyjściowej Twy a temperaturą zadaną Tod. Jeśli wspomniana różnica jest dodatnia, to omawiany iloczyn przyjmuje znak ujemny, w przeciwnym wypadku przyjmuje on znak dodatni. Dodatkowo przyrost prędkości rusztu może być zwiększony lub zmniejszony kilkukrotnie w zależności od wielkości gradientu (przyrostu) temperatury wody wyjściowej Twy, przepływu Gk (funkcja 02) oraz samej różnicy temperatur między aktualną temperatury wody wyjściowej Twy a wartością zadaną Tod.

Analiza

Program analiza na serwerze systemu SZARP działa cyklicznie. Okres czasu pomiędzy kolejnymi cyklami jest zmienny i wyznaczany w zależności od prędkości posuwu rusztu. Są 3 przedziały wyznaczane przez prędkości rusztu, dla których zdefiniowane są 3 różne okresy czasu, jaki musi upłynąć pomiędzy dwoma kolejnymi cyklami. Wartości górne i dolne przedziałów oraz okresy czasu są parametrami programowalnymi w pliku konfiguracyjnym. Dla kotłów wartości poszczególnych przedziałów wynoszą w zależności od średniej prędkości rusztu:

• Dla średniej prędkości rusztu poniżej 2 m/h analiza jest wyłączona.
• Przedział 1 - prędkość rusztu większa niż 2 m/h i mniejsza niż 3 m/h, okres czasu pomiędzy cyklami analizy - 3 godziny.
• Przedział 2 - prędkość rusztu większa niż 2.5 m/h i mniejsza niż 4 m/h, okres czasu pomiędzy cyklami analizy - 2 godziny 30 minut.
• Przedział 3 - prędkość rusztu większa niż 3.5 m/h, okres czasu pomiędzy cyklami analizy - 2 godziny.

Wartości górne prędkości rusztu jednego przedziału zachodzą na wartości dolne prędkości rusztu następnego przedziału. Jeśli średnia prędkość rusztu nie może być zakwalifikowana do żadnego z zdefiniowanych przedziałów (przekroczy dolną granicę), wówczas analiza jest wstrzymywana. W każdym cyklu analizy wykonywane są trzy podstawowe czynności:

• Odczyt danych wejściowych
• Analiza
• Zapis danych wyjściowych

Odczyt danych wejściowych - z regulatora kotła odczytywane są następujące parametry:

• Prędkość posuwu rusztu vr (dla wyliczenia prędkości średniej; funkcja 71)
• Objętość węgla dostarczanego do kotła V (funkcja 21)
• Współczynnik energia/objętość węgla Ko (funkcja 64 - program uśrednia tę wartość z dłuższego okresu czasu
• Sygnał zezwalający na przeprowadzanie analizy odczytywany z zakodowanego stanu wejść logicznych (funkcja 97) - przełącznik na szafie kotła musi znajdować się w pozycji nr 4
• Względny strumień powietrza poduchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27)
• Graniczna wartość względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla - minimum (funkcja 26) - program analiza nie zada wartości wyższej
• Graniczna wartość względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla - maksimum (funkcja 28) - program analiza nie zada wartości niższej

Przebieg procesu analizy:

1. Sprawdzenie warunków niezbędnych do przeprowadzenia cyklu analizy: prawidłowa komunikacja z regulatorem kotła, sygnał zezwolenia na analizę z szafy kotła (odpowiednia pozycja przełącznika), prędkość rusztu prawidłowo zakwalifikowana do jednego z trzech przedziałów.

2. Ustalenie okresu czasu, po którym przeprowadzony zostanie kolejny cykl analizy.

3. Przeprowadzenie kolejnego cyklu analizy. Proces składa się z 6 cykli. Strumień powietrza w analizie Fpa z cyklu na cykl zmieniany jest o 1% w wartościach bezwzględnych w przypadku braku korekt od analizy (opis analizy wyników poniżej), w wyniku której zmiana może być o 0,5% lub 1,5%.

3.1. Cykl początkowy (zwiększenie strumienia Fpa). Cykl ten wykonywany jest przy starcie analizy, gdy zapamiętana jest początkowa wartość względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) przywracana w razie przerwania procesu analizy. W tym cyklu następuje również wzrost strumienia Fpa o 1%, czyli wynikowa wartość względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) zostaje zwiększona o jeden punkt. Następny jest cykl 3.2.

3.2. Cykl powrotu (zmniejszenie strumienia Fpa). Powrót względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) do wartości takiej, jaka była przed poprzedzającym cyklem 3.1 (lub 3.5), w którym nastąpił jej wzrost o 1%, czyli wynikowa wartość względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) zostaje zmniejszona o jeden punkt. Następny jest cykl 3.3.

3.3. Cykl zmniejszenia strumienia Fpa. Dalszy spadek względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) o jeden punkt. Następny jest cykl 3.4.

3.4. Cykl powrotu (zwiększenie strumienia Fpa). Powrót względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) do wartości z cyklu 3.2. Następny jest cykl 3.3.

3.5. Cykl zwiększenia strumienia Fpa. Dalszy wzrost względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) o jeden punkt. Następny jest cykl 3.2.

3.6. Cykl końcowy. Analiza zostaje zakończona z powodów: średnia prędkość rusztu poza przedziałami klasyfikacji, brak sygnału zezwalającego na przeprowadzanie analizy.

4. Analiza wyników. Ma ona na celu porównanie wyników różnych cykli i decyduje o ewentualnej zmianie wartości Fpa. Analizowany jest współczynnik Ko obliczany na koniec cyklu z jego drugiej polowy, czyli jeżeli cykl trwa np. 2 godziny, obliczany jest i brany do analizy średni współczynnik energia/objętość węgla tylko z drugiej godziny trwania cyklu. Analiza jest przeprowadzona po zakończeniu przynajmniej 3 cykli. Do porównania brane są ostatnie 3 cykle, czyli zmniejszenie Fpa (cykl 3.3), zwiększenie Fpa (cykl 3.5) i powrót (cykl 3.2 lub 3.4). Jeżeli współczynnik Ko wyliczony w cyklu powrotu jest mniejszy niż w cyklu 3.3 i 3.5, nie ma dodatkowych zmian strumienia Fpa w stosunku do zmian właściwych dla każdego cyklu. Jeżeli współczynnik Ko wyliczony w cyklu zwiększenia Fpa (cykl 3.5) jest mniejszy niż przy powrocie (cykl 3.2 lub cykl 3.4) i zmniejszeniu (cykl 3.3), obok zmian właściwych dla każdego cyklu następuje dodatkowe zmniejszenie strumienia Fpa o 0,5%. Jeżeli współczynnik Ko wyliczony w cyklu zmniejszenia Fpa (cykl 3.3) jest mniejszy niż przy powrocie (cykl 3.2 lub cykl 3.4) i zwiększeniu (cykl 3.5), obok zmian właściwych dla każdego cyklu następuje dodatkowe zwiększenie strumienia Fpa o 0,5%. W pozostałych przypadkach strumień Fpa nie jest korygowany dodatkowo ponad zmiany właściwe dla poszczególnych cykli.

5. Zapis danych wyjściowych. Wynikowa wartość strumienia Fpa ustalona w toku analizy, zostaje wysłana do regulatora, gdzie staje się wartością względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27).

Powietrze podmuchowe a węgiel dostarczany do kotła w pracy automatycznej i w pracy z analizą

Regulator kotła ma zaimplementowaną zależność między objętością węgla podawanego do kotła V (funkcja 21), a wysterowaniem falownika podmuchu imp_p (funkcja 05). Do sparametryzowania tej zależności służą parametry programowane: względny strumień powietrza podmuchowego dla 0.4 m3/h węgla Pws1 (funkcja 24) i dla 1.6 m3/h węgla Pws3 (funkcja 27. Krzywa powietrze/węgiel w zależności od ilości podawanego opału węgla dzieli się na 4 przedziały:

1. 0 m3/h - 0.4 m3/h - Bardzo rzadka praca - moc kotła jest wówczas mniejsza niż ok. 1.5MW. Wysterowanie podmuchu jest wówczas stałe, niezależne od ilości podawanego do kotła miału.
2. 0.4 m3/h - 0.8 m3/h - Rzadka praca - moc kotła wynosi wówczas między ok. 1.5MW a ok. 3MW. Wysterowanie podmuchu jest wówczas wprost proporcjonalne do ilości podawanego do kotła miału: ilości 0.4 m3/h węgla odpowiada strumień powietrza podmuchowego dla 0.4 m3/h węgla (funkcja 25), ilości 1.6 m3/h węgla odpowiada wartość wynikająca z krzywej powietrze/węgiel dla przedziału 0.8 m3/h - 1.6 m3/h węgla.
3. 0.8 m3/h - 1.6 m3/h - Praca kotła w przedziale od ok. 3MW do ok. 6MW. Wzór krzywej powietrze/węgiel w tym przedziale jest objęty tajemnicą handlową firmy Praterm. Krzywą wyznacza programowalny względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 29), który jest jednocześnie jej wartością dla 1.6 m3/h węgla. Kształt krzywej jest korygowany o dolny mnożnik Wspd pokazywany w systemie SZARP, który jest wartością zaszytą w programie dobieraną raz do specyfiki danego kotła.
4. powyżej 1.6 m3/h - Praca kotła powyżej ok. 6MW. Wzór krzywej powietrze/węgiel w tym przedziale jest objęty tajemnicą handlową firmy Praterm. Krzywą wyznacza programowalny względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 29), który jest jednocześnie jej wartością dla 1.6 m3/h węgla. Kształt krzywej jest korygowany o górny mnożnik Wspg pokazywany w systemie SZARP, który jest wartością zaszytą w programie dobieraną raz do specyfiki danego kotła.

Wysterowanie falowników a ich moc

Wysterowanie falowników jest proporcjonalne do częstotliwości prądu zasilającego silniki, a więc proporcjonalne do obrotów. W przypadku silnika rusztu, prędkość rusztu vr (funkcja 71) jest wprost proporcjonalna do wysterowania falownika rusztu imp_r (funkcja 03). W przypadku wentylatora podmuchu, obowiązują prawa wentylatorów:

1. Obroty są proporcjonalne do częstotliwości.
2. Spręż jest proporcjonalny do kwadratu obrotów.
3. Moc jest proporcjonalna do sześcianu obrotów.

Dlatego też, jeśli wysterowanie falownika podmuchu imp_p (funkcja 05) wynosi 90%, moc falownika wynosi zaledwie 73% (w rzeczywistości z uwagi na różne od idealnych charakterystyki wentylatorów i prąd jałowy silników, jest to nieco inna wielkość). Ilość powietrza podmuchowego zmienia się wraz z mocą wentylatora. Świadomość tych zależności jest ważna z dwóch powodów: aby nie zmieniać o zbyt dużo punktów względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27), ani nie zmieniać wysterowania falownika podmuchu z zadajnika Ip_p (funkcja 06) przy pomocy potencjometru zbyt gwałtownie, gdyż zmiany te w trzeciej potędze przekładają się na zmianę ilości powietrza podmuchowego podawanego do kotła. Zależność powietrze podmuchowe a węgiel dostarczany do kotła w pracy automatycznej i w pracy z analizą uwzględnia zależności wynikające z praw wentylatorów.

Znaczenie poszczególnych funkcji

Wyświetlacz stały [TEMPERATURA WYJ] - temperatura wody wyjściowej - Pomiar z czujnika Pt100, zakres przetwarzania 0..200°C, wejście 12.

00 - zadana temperatura wody wyjœciowej - Programowana wartość temperatury wyjściowej do utrzymania.

01 - temperatura wody wejœciowej - Pomiar - czujnik Pt100, zakres przetwarzania 0..200°C.

02 - przepływ wody przez kociol - Pomiar prądowy z inteligentnego przetwornika różnicy ciśnienia na kryzie pomiarowej lub innego przetwornika pomiarowego z prądowym sygnałem wyjściowym. Sygnał pomiarowy jest podłączony do trzeciego wejścia analogowego regulatora.

03 - wysterowanie rusztu - Sygnał prądowy wychodzący z regulatora (wyjście prądowe nr 1). W trybie pracy ręcznej regulator nie steruje falownikiem rusztu - na wejście falownika podawany jest sygnał z zadajnika prądowego z pominięciem regulatora. W trybie pracy w synchronizacji sygnał prądowy na wyjściu prądowym nr 1 jest równy wysterowaniu zadajnika falownika rusztu z zadajnika - sygnałowi prądowemu na wejściu analogowym nr 5, wyświetlanemu na funkcji 04. Dlatego też w trybie pracy w synchronizacji wskazania na funkcjach 03 i 04 pokrywają się. Wysterowanie 100% odpowiada częstotliwości 50Hz, wysterowanie 0% odpowiada częstotliwości 0Hz, sygnał przekłada się na częstotliwość liniowo.

04 - wysterowanie rusztu z zadajnika - Sygnał prądowy z zadajnika 0 - 20mA. W trybie pracy ręcznej nie jest pokazywany, ponieważ obwód jest elektrycznie zamknięty z pominięciem sterownika i sygnał z zadajnika jest wysyłany prosto do falownika. Potencjometr zadajnika jest dziesięcioobrotowy, jedna działka na potencjometrze odpowiada 1% wysterowania (0,5Hz).

05 - wysterowanie falownika podmuchu - Sygnał prądowy wychodzący z regulatora (wyjście prądowe nr 2). Jest to odpowiednik funkcji 03 dla falownika wentylatora podmuchowego. W trybie pracy automatycznej o wielkości wysterowania falownika podmuchu decyduje program w regulatorze kotła, a dokładniej - względny skorygowany strumień powietrza podmuchowego dla 0,8 m3/h węgla (funkcja 30). W trybie pracy z analizą o wielkości wysterowania falownika rusztu decyduje program w regulatorze kotła w połączeniu ze wspomagającym programem analizy, który działa na serwerze. Wysterowanie falownika podmuchu zmienia się w cyklach co 30 sekund.

06 - wysterowanie falownika podmuchu z zadajnika - Odpowiednik funkcji 04 dla wentylatora powietrza podmuchowego.

07 - wysterowanie falownika wycišgu - Sygnał prądowy wychodzący z regulatora (wyjście prądowe nr 3). Jest to odpowiednik funkcji 03 dla falownika wentylatora wyciągu.

08 - wysterowanie falownika wycišgu z zadajnika - Odpowiednik funkcji 04 dla wentylatora wyciągu.

09 - sterowanie na temperature - Numer algorytmu pracy regulatora. Parametr ten służy do wyboru jednego z dwóch dostępnych algorytmów pracy: zaprogramowanie wartości 0 wybiera algorytm sterowania kotła na wydajność, zaś zaprogramowanie wartości 1 wybiera algorytm sterowania kotła na zadaną temperaturę wody za kotłem.

10 - minimalna możliwa wydajnoœć kotła - Przy założeniu aktualnej wydajności (funkcja 11) i identycznego współczynnika energia / objętość węgla (funkcja 64) przy innej ilości podawanego do kotła opału (szczególnie przy mniejszej grubości warstwownicy i mniejszej prędkości posuwu rusztu), wyliczana jest wydajność z jaką pracowałby kocioł, gdyby zamiast aktualnej wysokości warstwownicy, wynosiła ona 700mm oraz gdyby zamiast aktualnej prędkości rusztu, jego prędkość równa była minimalnej zalecanej. Minimalna zalecana prędkość posuwu rusztu wyliczana jest przy założeniu, że węgiel spędza w strefie spalania 200% wpisanego szacunkowego czasu przebywania węgla w kotle (funkcja 60). Dla kotła WR10 przyjmuje się, że strefa spalania ma długość 4m.

11 - wydajnoœć kotła - Wydajność liczona jest na podstawie pomiaru przepływu wody przez kocioł (funkcja 02) i różnicy temperatury wody wyjściowej (wartość na wyświetlaczu stałym) i wejściowej (funkcja 01).

12 - maksymalna możliwa wydajnoœć kotła - Przy założeniu aktualnej wydajności (funkcja 11) i identycznego współczynnika energia / objętość węgla (funkcja 64) przy innej ilości podawanego do kotła opału (szczególnie przy większej grubości warstwownic i większej prędkości posuwu rusztu), wyliczana jest wydajność z jaką pracowałby kocioł, gdyby zamiast aktualnej wysokości warstwownic, wynosiła ona 200mm oraz gdyby zamiast aktualnej prędkości rusztu, jego prędkość równa była maksymalnej zalecanej (funkcja 72).

16 - minimalne wysterowanie falownika rusztu przy pracy dwustanowej - Parametr programowalny określający minimalną wartość wysterowania falownika rusztu przy pracy rusztu w trybie dwustanowym.

17 - maksymalne wysterowanie falownika rusztu przy pracy dwustanowej - Parametr programowalny określający maksymalną wartość wysterowania falownika rusztu przy pracy rusztu w trybie dwustanowym.

18 - wypełnienie wysterowania rusztu - Parametr programowalny oznaczający czas trwania maksymalnego wysterowania falownika rusztu w cyklu 3 minutowym. Wartość ta może być zmieniana od zera do 180 sekund. Poza tym czasem wysterowanie falownika rusztu przyjmuje wartość minimalną.

19 - amplituda oscylacji; 0 = oscylacja wyłączona - Oscylacje dotyczą wysterowania falownika podmuchu (funkcja 05) i mogą mieć miejsce tylko w trybach pracy automatycznej i pracy z analizą. Jeżeli amplituda oscylacji jest równa 0, wysterowanie falownika podmuchu jest niezmienne w kolejnych cyklach co 30 sekund. Amplituda określa w procentach wysterowanie falownika podmuchu - w takich samych jednostkach, jak wysterowanie falownika podmuchu (funkcja 05). Jeżeli amplituda oscylacji jest większa od zera, to faktyczne wysterowanie falownika podmuchu zmienia się w kolejnych cyklach 30 sekundowych następująco:

1. wysterowanie_falownika_podmuchu + amplituda_oscylacji
2. wysterowanie_falownika_podmuchu + 2 * amplituda_oscylacji
3. wysterowanie_falownika_podmuchu + amplituda_oscylacji
4. wysterowanie_falownika_podmuchu - amplituda_oscylacji
5. wysterowanie_falownika_podmuchu - 2 * amplituda_oscylacji
6. wysterowanie_falownika_podmuchu - amplituda_oscylacji

Pełny cykl oscylacji ma więc 3 minuty. Średnie wysterowanie falownika podmuchu pozostaje takie samo bez względu na zaprogramowaną wartość amplitudy oscylacji, należy natomiast pamiętać o tym, że w przypadku niezerowej amplitudy oscylacji należy dla tego samego średniego wysterowania falownika podmuchu utrzymywać w komorze spalania wyższe podciśnienie, aby zapobiec dymieniu wynikającemu z okresowo większego wysterowania falownika podmuchu. Ustawienie amplitudy oscylacji zaleca się wówczas, gdy spalany jest węgiel z tendencjami do spiekania się.

20 - wymagana objętoœć węgla dostarczanego do kotła - Objętość jest liczona na podstawie temperatury wejściowej (funkcja 01), temperatury wyjściowej (wartość na wyświetlaczu stałym) oraz przepływu przez kocioł (funkcja 02).

21 - objętoœć węgla dostarczanego do kolła - Objętość liczona jest w cyklach 3-minutowych - tak, jak liczona jest prędkość rusztu (funkcja 71). Mając szerokość rusztu i wyliczoną średnią wysokość warstwy rusztu (funkcja 74) w połączeniu z prędkością, regulator wylicza objętości. Wyświetlana wielkość jest średnią z ostatnich 30 minut.

22 - objętoœć węgla do regulacji powietrzem podmuchowym - Wielkość liczona analogicznie, jak objętość węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21), ale z ostatnich 15 minut.

23 - strumień powietrza podmuchowego dla aktualnej obj.węgla - Vc_reg - Na podstawie zaprogramowanych względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 0.4 m3/h węgla (funkcja 24) i dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) oraz objętości węgla do regulacji powietrzem podmuchowym (funkcja 22), regulator wylicza jakie byłoby wysterowanie falownika podmuchu (funkcja 05), gdyby kocioł znajdował się w trybie pracy automatycznej lub w trybie pracy z analizą.

24 - względny strumień powietrza podmuchowego dla 0.4 m3 węgla - Parametr określający zależność powietrze podmuchowe a węgiel dostarczany do kotła w pracy automatycznej i w pracy z analizą dla objętości węgla mniejszych niż 0.8 m3/h, czyli poniżej ok. 3MW mocy kotła. Skala względna od 50% do 150% przeliczana jest na faktyczny strumień powietrza podmuchowego dla 0.4 m3/h węgla (funkcja 25). Taką skalę dobrano z uwagi na łatwiejszą obsługę.

25 - strumień powietrza podmuchowego dla 0.4 m3 węgla - Przeliczenie względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 0.4m3/h węgla (funkcja 24) na procent wysterowania falownika podmuchu - skala taka sama, jak dla wysterowania falownika podmuchu (funkcja 05). Wartości względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 0.4 m3/h węgla (funkcja 24) równej 100% odpowiada w kotle WR10 wartość strumienia powietrza podmuchowego dla 0.4 m3/h węgla równa 30%.

26 - graniczna wartoœć względnego strumienia powietrza - minimum - Zmieniany przez program analizy względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6m3/h węgla (funkcja 27) nie może być mniejszy niż ta wartość.

27 - względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3 węgla - Parametr określający zależność powietrze podmuchowe a węgiel dostarczany do kotła w pracy automatycznej i w pracy z analizą dla objętości węgla większych niż 0.8 m3/h, czyli powyżej ok. 3MW mocy kotła. Skala względna od 50% do 150% przeliczana jest na faktyczny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 25). Taką skalę dobrano z uwagi na łatwiejszą obsługę.

28 - graniczna wartoœć względnego strumienia powietrza - maksimum - Zmieniany przez program analizy względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) nie może być większy niż ta wartość.

29 - strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3 węgla - Przeliczenie względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) na procent wysterowania falownika podmuchu - skala taka sama, jak dla wysterowania falownika podmuchu (funkcja 05). Wartości względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) równej 100% odpowiada w kotle WR10 wartość strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla równa 62%.

30 - względny skorygowany strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3 węgla - Jest to wielkość wyliczana w cyklu 3-minutowym, określająca w trybie pracy automatycznej i trybie pracy z analizą wysterowanie falownika podmuchu (funkcja 05), przeliczana na nie tak, jak względny strumień powietrza podmuchowego dla 0.4 m3/h węgla (funkcja 24) czy względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27). Jeżeli bezwzględna różnica wartości z tablicy względnego wysterowania rzeczywistego wyciągu dla 1.6 m3/h węgla z ostatnich 3-minut i z poprzednich 3-minut jest większa lub równa górnej granicy korekty powietrza podmuchowego od wysterowania wyciągu, względny skorygowany strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla jest równy względnemu strumieniowi powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27). W przeciwnym wypadku względny skorygowany strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla jest równy iloczynowi:

(6.1)

• Pws3 - względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27)
• Wws3_l3m - względne wysterowanie rzeczywistego wyciągu dla 1.6 m3/h węgla z przedostatnich 3-minut
• Wws3_3m - względne wysterowanie rzeczywistego wyciągu dla 1.6 m3/h węgla z ostatnich 3-minut
• Wws3 - względne wysterowanie rzeczywistego wyciągu dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 41)

Innymi słowy: jeżeli względne wysterowanie rzeczywistego wyciągu dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 41) spada, wysterowanie falownika podmuchu (funkcja 05) zostaje zwiększone; jeżeli rośnie - zostaje zmniejszone. Korekta ta ma na celu adaptację podmuchu do charakterystyki spalanego węgla. Jeżeli węgiel się spieka i tworzy na ruszcie charakterystyczne płyty, wysterowanie wyciągu dla osiągnięcia zadanego podciśnienia spada, więc zwiększa się wysterowanie podmuchu, aby przeciwdziałać tworzeniu się spieków. Jeżeli węgiel spala się szybko i ostatnie strefy stanowią dla powietrza podmuchowego bardzo małe opory, wysterowanie wyciągu dla osiągnięcia zadanego podciśnienia rośnie, więc zmniejsza się wysterowanie podmuchu, aby wydłużyć strefę spalania.

41 - Wzgledne wysterowanie rzeczywiste wyciagu dla 1,6m3 paliwa - Na podstawie wysterowania falownika wyciągu i objętości węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21) wyliczana jest odwrotna funkcja do zależności powietrze podmuchowe a węgiel dostarczany do kotła w pracy automatycznej i w pracy z analizą. Pomocnicze względne wysterowanie wyciągu ma się tak do wysterowania rzeczywistego w kotle WR10 (podobnie jak jest to przeliczane w funkcji 25 czy w funkcji 29), że 100% wysterowania względnego odpowiada 85% rzeczywistego wysterowania falownika wyciągu. Innymi słowy: biorąc wyciąg zamiast podmuchu - jaka powinna być wartość względnego wysterowania falownika wyciągu dla 1.6 m3/h węgla, żeby przy aktualnej objętości węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21) wartość otrzymana z funkcji identycznej do powietrze podmuchowe a węgiel dostarczany do kotła w pracy automatycznej i w pracy z analizą była, po przeliczeniu z wysterowania względnego na rzeczywiste według podanych wyżej proporcji, identyczna z aktualnym wysterowaniem falownika wyciągu. Względne wysterowanie rzeczywiste wyciągu dla 1.6 m3/h węgla wyliczane jest w cyklu 3-minutowym. Dla wyeliminowania pulsacji związanych z naturalną niejednorodnością podawanego do kotła paliwa czy chwilowymi wahaniami pomiarów, regulator zapamiętuje dwie tablice po 5 wartości 3-minutowych średnich z ostatnich 15 minut: objętości węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21) oraz względnego wysterowania rzeczywistego wyciągu dla 1.6 m3/h węgla. Dla każdej wartości względnego wysterowania rzeczywistego wyciągu dla 1.6 m3/h węgla w kolejnych interwałach 3-minutowych, jako wyjściowa brana jest średnia objętość węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21) z całej tablicy, czyli z 15 minut. Przedstawiana funkcja właściwa jest średnią z całej tablicy względnych wysterowań rzeczywistych wyciągu dla 1.6 m3/h węgla, czyli z 15 minut.

42 - minimalne odchylenie 3min. wysterowania falownika wycišgu przy oscylacjach - Wyświetla minimalną wartość odchyłki średniego wysterowania falownika wyciągu z ostatnich 3 minut ze średnich 3 minutowych z ostatnich 15 minut.

43 - maksymalne odchylenie 3min. wysterowania falownika wycišgu przy oscylacjach - Funkcja podobna do funkcji 42, przy czym szukana jest maksymalna wartość odchyłki.

44 - minimalne odchylenie chwil. wysterowania falownika wycišgu przy oscylacjach - Wyświetla minimalną wartość odchyłki aktualnego wysterowania falownika wyciągu do aktualnych wysterowań falownika wyciągu z ostatnich 3 minut.

45 - maksymalne odchylenie chwil. wysterowania falownika wycišgu przy oscylacjach - Funkcja podobna do funkcji 44, przy czym szukana jest maksymalna wartość odchyłki.

50 - minimalne odchylenie 3min. temperatury wyjœciowej przy oscylacjach - Wyświetla minimalną wartość odchyłki 3 minutowej średniej temperatury wyjściowej ze średnich 3 minutowych z ostatnich 15 minut.

51 - maksymalne odchylenie 3min. temperatury wyjœciowej przy oscylacjach - Funkcja podobna do funkcji 50, przy czym szukana jest maksymalna wartość odchyłki.

52 - minimalne odchylenie chwil. temperatury wyjœciowej przy oscylacjach - Wyświetla minimalną wartość odchyłki aktualnej temperatury wyjściowej do aktualnych temperatur wyjściowych z ostatnich 3 minut.

53 - maksymalne odchylenie chwil. temperatury wyjœciowej przy oscylacjach - Funkcja podobna do funkcji 52, przy czym szukana jest maksymalna wartość odchyłki.

54 - minimalne odchylenie 3min. mocy kotła przy oscylacjach - Wyświetla minimalną wartość odchyłki średniej mocy kotła z ostatnich 3 minut ze średnich 3 minutowych z ostatnich 15 minut.

55 - maksymalne odchylenie 3min. mocy kotła przy oscylacjach - Funkcja podobna do funkcji 52, przy czym szukana jest maksymalna wartość odchyłki.

56 - minimalne odchylenie chwil. mocy kotła przy oscylacjach - Wyświetla minimalną wartość odchyłki aktualnej mocy kotła do aktualnych mocy kotła z ostatnich 3 minut.

57 - maksymalne odchylenie chwil. mocy kotła przy oscylacjach - Funkcja podobna do funkcji 56, przy czym szukana jest maksymalna wartość odchyłki.

60 - szacunkowy czas przebywania węgla w kotle - Parametr ten określa jakość węgla - ile czasu potrzebuje on na całkowite spalenie. Im lepszy węgiel, tym krótszy czas spalania. Parametr ten nie wiąże się z wartością opałową węgla (funkcja 62), tylko z zawartością części lotnych oraz granulacją miału. Szacunkowy czas przebywania węgla w kotle nie ma wpływu na sterowanie samego kotła, ale na jego podstawie wyliczane są zalecane parametry pracy: minimalna zalecana wydajność kotła (funkcja 10), maksymalna zalecana wydajność kotła (funkcja 12), zalecana prędkość rusztu (funkcja 70), maksymalna zalecana prędkość rusztu (funkcja 72), zalecana wysokość warstwownicy (funkcja 73). Szacunkowy czas przebywania węgla w kotle ma wpływ na sterowanie całym obiektem przez regulator nadrzędny, przy porównaniu wydajności obiektu z sumą maksymalnych zalecanych wydajności (funkcja 12) wszystkich pracujących kotłów.

61 - masa nasypowa węgla - Parametr wpisywany przez obsługę określający, ile waży 1 m3 paliwa dostarczanego do kotła. Na podstawie wieloletnich badań firmy Praterm można stwierdzić, że zwykle masa nasypowa wynosi 0,720 t/m3. Węgiel składowany na placu ma znacznie wyższą masę nasypową, co wynika ze sposobu jego ułożenia - w pryzmie miał jest ubity pod własnym ciężarem. Miał węglowy podawany do kotła zsypuje się luźno z leja, odległości między ziarnami są większe niż w pryzmie. Masę nasypową można zmierzyć. Do tego zaleca się użycie naczynia o znanej objętości i ustawienia go na ruszcie w ten sposób, aby swobodnie zsypał się do niego opał. Należy pamiętać, że po zdjęciu naczynia nie należy go wstrząsać, gdyż na pewno w naczyniu zmieści się więcej miału, ale o większej masie nasypowej niż ten, który jest podawany do kotła.

62 - wartoœć opałowa węgla - Parametr wpisywany przez obsługę określający, ile GJ zawiera tona spalanego miału. Wartość podawana przez laboratorium. Zaleca się prawidłowe przygotowanie próbki dla laboratorium (średnia z próbek pobranych w kilku miejscach na placu węglowym). Wartość ta nie powinna być programowana częściej niż terminy kolejnych dostaw węgla.

63 - cena 1 tony węgla - Cena 1 tony węgla. Zaleca się programowanie ceny netto loco plac węglowy.

64 - współczynnik: energia / objętoœć - Iloraz średniej wydajności kotła (funkcja 11) z ostatnich 30 minut do objętości węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21) między 45 a 15 minutami przed pomiarem. Przesunięcie w czasie uwzględnia opóźnienie między wprowadzeniem węgla do kotła, a jego spaleniem i przełożeniem dostarczonej w ten sposób energii chemicznej w węglu (funkcja 66) na wydajność (funkcja 11). Parametr ten, w przeciwieństwie do współczynnika energia/masa węgla (funkcja 65) czy współczynnika efektywności pracy kotła (funkcja 79), nie zależy od parametrów programowalnych masa nasypowa węgla (funkcja 61) czy wartość opałowa węgla (funkcja 62). Ponieważ jest wprost proporcjonalny do sprawności, jego maksimum jest tożsame z optymalnym prowadzeniem kotła.

65 - współczynnik: energia / masa - Iloraz współczynnika energia/objętość węgla (funkcja 64) do masy nasypowej węgla (funkcja 61).

66 - dostarczona energia - Iloczyn średniej masy dostarczanego węgla (funkcja 67) z 30 minut między 45 a 15 minutami przed pomiarem i wartości opałowej węgla (funkcja 62). Przesunięcie w czasie wynika z przygotowania do wyliczenia współczynnika efektywności pracy kotła (funkcja 79), który tym samym uwzględnia opóźnienie między wprowadzeniem węgla do kotła, a jego spaleniem i przełożeniem dostarczonej w ten sposób energii chemicznej w węglu na wydajność (funkcja 11).

67 - masa dostarczonego węgla na godzine - Iloczyn objętości węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21) i masy nasypowej węgla (funkcja 61).

68 - koszt z ostatniej godziny - Iloczyn masy dostarczonego węgla (funkcja 67) i ceny 1 tony węgla (funkcja 63).

69 - koszt wyprodukowania 1MWh - Iloraz kosztu produkcji (funkcja 68) do średniej wydajności kotła (funkcja 11) z ostatnich 30 minut.

70 - wymagana prędkoœć rusztu - Zalecana prędkość posuwu rusztu wyliczana jest przy założeniu, że węgiel ma spędzić w strefie spalania 150% wpisanego szacunkowego czasu przebywania węgla w kotle (funkcja 60). Dla kotła WR5 przyjmuje się, że strefa spalania ma długość 4m.

71 - prędkoœć rusztu - Na przekładni napędu rusztu zamontowany jest centrycznie obrotomierz impulsowy. Na każdy obrót wału rusztu przypada 100 impulsów. Znając długość rusztu, która odpowiada jednemu obrotowi wału, regulator na podstawie częstotliwości przychodzących impulsów oblicza prędkość rusztu. Dla wyeliminowania błędów spowodowanych chwilowymi drganiami i zakłóceniami mechanicznymi, pomiar realizowany jest w cyklach 3-minutowych.

72 - maksymalna prędkoœć rusztu - Maksymalna zalecana prędkość posuwu rusztu wyliczana jest analogicznie jak zalecana prędkość posuwu rusztu (funkcja 70), ale przy założeniu, że węgiel ma spędzić w strefie spalania 130% wpisanego szacunkowego czasu przebywania węgla w kotle (funkcja 60).

73 - wymagana wysokoœć warstwownicy - Zalecana wysokość warstwownicy obliczana jest w ten sposób, aby przy średniej prędkości rusztu równej zalecanej prędkości rusztu (funkcja 70) do kotła była dostarczana średnia objętość węgla (funkcja 21) z ostatnich 30 minut.

74 - wysokoœć warstwownicy + przeœwit - Średnia arytmetyczna pomiaru wysokości warstwownicy lewej strony (funkcja 76) i wysokości warstwownicy prawej strony (funkcja 77) plus prześwit lewej warstwownicy (funkcja 75).

75 - przeœwit - W przypadku idealnym przy wskazaniu poprawnie skalibrowanych przyrządów mierzących grubość warstwy na lewym i prawym krańcu warstwownicy, jej faktyczna wysokość jest równa średniej arytmetycznej tych dwóch wskazań. W praktyce, szczególnie przy bardziej wyeksploatowanych kotłach, warstwownica nie ma kształtu prostokąta, ale od strony węgla jest wklęsła - przy oparciu lewego i prawego krańca na ruszcie, jej środek nie opiera się na rusztowinach, ale znajduje się na pewnej wysokości. Prześwit pozwala na uwzględnienie tego wcięcia w pomiarze grubości warstwownicy. Ponieważ program wylicza wysokość warstwownicy + prześwit (funkcja 74), należy przeliczyć głębokość wżeru warstwownicy na całą jej szerokość. Najprostszym przybliżeniem jest pomiar wysokości wżeru w jego najgłębszym miejscu (zwykle nad środkiem rusztu) i przyjęcie prześwitu lewej warstwownicy jako 50% tego pomiaru (założenie, że wklęsłość ma kształt trójkątny).

76 - wysokoœć warstwownicy - lewa strona - Pomiar wysokości lewego krańca lewej warstwownicy. Wysokość warstwownicy mierzona jest w dwóch punktach - skrajnie lewym i skrajnie prawym końcu. Ma to na celu wyeliminowanie błędu związanego z tzw. przekosem, na który są szczególnie narażone warstwownice z łańcuchowych mechanizmem podnoszenia. Przekos jest eksploatacyjnie niekorzystnym zjawiskiem, gdyż wprowadzanie do kotła nierównej warstwy węgla powoduje nierównomierne przepalanie - nie jest możliwe właściwe dobranie nadmiaru powietrza dla węgla na całej szerokości rusztu. Przy przekosie powyżej 50mm (różnica między wskazaniem czujnika na lewym i na prawym krańcu warstwownicy) należy poczynić odpowiednie kroki dla jego wyeliminowania. Ponieważ zakres przyrządu pomiarowego wynosi 150mm, przy montażu jest on kalibrowany w taki sposób, żeby mierzył grubość warstwy od 50mm do 200mm.

77 - wysokosc warstwownicy - prawa strona - Analogicznie do funkcji 76, ale dla prawego krańca prawej warstwownicy.

78 - rzeczywisty czas przebywania węgla w strefie spalania - Stosunek długości strefy spalania do prędkości rusztu.

79 - współczynnik efektywnoœci pracy kotła - Stosunek średniej z ostatnich 30 minut wydajności kotła (funkcja 11) do dostarczonej w węglu energii chemicznej (funkcja 66). Współczynnik efektywności jest popularnie nazywany sprawnością, którą regulator liczy w sposób bezpośredni (sposób pośredni to 100% minus straty, które znacznie trudniej zmierzyć).

80 - ustawione podciœnienie w komorze spalania - Parametr wpisywany przez obsługę, określający, jakie podciśnienie ma panować w komorze spalania.

81 - podciœnienie w komorze spalania - Jest ono brane bezpośrednio z czujnika podciśnienia z wejścia analogowego numer 8. W celu zmniejszenia wpływu zakłóceń dane te są uśredniane w cyklu 20-sekundowym.

90 - temperatura spalin w kominie - Pomiar - czujnik Pt100, zakres przetwarzania 0..200°C.

91 - stosunek: wysterowanie falownika podmuchu / objętoœć węgla dostarczonego do kotła - Stosunek strumienia powietrza podmuchowego do objętości węgla dostarczonego do kotła (funkcja 21).

92 - stosunek: wysterowanie falownika podmuchu / wydajnoœć kotła - Stosunek strumienia powietrza podmuchowego do średniej mocy kotła z ostatnich trzech minut.

97 - Stan wejść logicznych 1-4 - Wejścia logiczne 1-4. Każda cyfra na wyświetlaczu odpowiada stanowi wejścia logicznego: pierwsza - wejście 1, druga - wejście 2, trzecia - wejście 3, czwarta - wejście 4. Stan "0" oznacza wejście rozwarte, stan "1" oznacza wejście zwarte.

98 - Stan wejść logicznych 5-8 - Wejścia logiczne 5-8. Jak funkcja 97, ale cyfry na wyświetlaczu odpowiadają wejściom logicznym: pierwsza - wejście 5, druga - wejście 6, trzecia - wejście 7, czwarta - wejście 8.

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 1 - rezerwa - Wydajność liczona jest na podstawie pomiaru przepływu wody przez kocioł (funkcja 02) i różnicy temperatury wody wyjściowej (wartość na wyświetlaczu stałym) i wejściowej (funkcja 01).

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 2 - rezerwa - Stosunek średniej z ostatnich 30 minut wydajności kotła (funkcja 11) do dostarczonej w węglu energii chemicznej (funkcja 66). Współczynnik efektywności jest popularnie nazywany sprawnością, którą regulator liczy w sposób bezpośredni (sposób pośredni to 100% minus straty, które znacznie trudniej zmierzyć).

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 3 - rezerwa - Na przekładni napędu rusztu zamontowany jest centrycznie obrotomierz impulsowy. Na każdy obrót wału rusztu przypada 100 impulsów. Znając długość rusztu, która odpowiada jednemu obrotowi wału, regulator na podstawie częstotliwości przychodzących impulsów oblicza prędkość rusztu. Dla wyeliminowania błędów spowodowanych chwilowymi drganiami i zakłóceniami mechanicznymi, pomiar realizowany jest w cyklach 3-minutowych.

Panel wyświetlaczy nr 2, pozycja na wyświetlaczu: 4 - rezerwa - Średnia arytmetyczna pomiaru wysokości warstwownicy lewej strony (funkcja 76) i wysokości warstwownicy prawej strony (funkcja 77) plus prześwit lewej warstwownicy (funkcja 75).

Ogólne uwagi na temat obsługi sterownika

Na szafie regulatora znajduje się przełącznik zmiany trybu pracy, który pozwala na przechodzenie pomiędzy trybami: 1 - sterowanie ręczne, 2 - praca w synchronizacji, 3 - praca automatyczna. Poszczególne tryby pracy wiążą się nie tylko z rozkazami wydawanymi do sterownika, ale także z połączeniami elektrycznymi wewnątrz szafy. W szafie regulatora mogą znajdować się przyciski: kasowania awarii i kontroli sygnalizacji (nie występują one we wszystkich szafach). W przypadku zaistnienia awarii odpowiednia lampka na szafie regulatora mruga i ewentualnie towarzyszy temu sygnał dźwiękowy. Kasowanie awarii powoduje, że sygnał dźwiękowy zostaje wyłączony, a lampka świeci się światłem ciągłym - jeśli stan awaryjny, który spowodował jej załączenie, wciąż trwa - lub gaśnie - jeśli stan awaryjny minął. W przypadku zaistnienia stanu awaryjnego powtórne załączenie sygnału dźwiękowego wymaga więc skasowania awarii przez naciśnięcie przycisku, ustąpienia stanu awaryjnego i jego powtórnego zaistnienia. Kontrola sygnalizacji ma na celu sprawdzenie, czy wszystkie lampki i sygnalizacja dźwiękowa są sprawne - naciśnięcie tego przycisku powoduje załączenie wszystkich lampek na czas jego przyciśnięcia.

Tryby pracy regulatora oraz przełączanie między nimi

Regulator może pracować w jednym z czterech trybów pracy, które są wybierane przy pomocy czteropozycyjnego przełącznika. Dostępne są następujące tryby pracy:

1. Tryb pracy ręcznej, gdy pozycja przełącznika trybu pracy znajduje się w położeniu "1 - Praca ręczna". Jest to tryb pracy awaryjnej. Wartości wysterowań falownika podmuchu imp_p oraz falownika rusztu imp_r są brane z zadajników z pominięciem regulatora - elektrycznie obwód jest zamknięty w ten sposób, że sygnały z zadajników na szafie są wprost (z pominięciem sterownika) podawane na wejścia elementów sterowanych. Tryb ten jest używany zazwyczaj podczas zmiany programu technologicznego oraz przy naprawach sterownika lub szafy. Korzystanie z tego trybu w innych sytuacjach jest zdecydowanie odradzane.
2. Tryb synchronizacji, gdy pozycja przełącznika trybu pracy znajduje się w położeniu "2 - Synchronizacja". Wartości wysterowań falownika podmuchu imp_p oraz falownika rusztu imp_r są brane z zadajników, przy czym w przepisywaniu wartości bierze udział regulator - fizycznie na wejścia elementów sterowanych podawane są sygnały z wyjść regulatora, przy czym przyjmują one dokładnie takie wartości, jakie mają wartości sygnały z zadajników na szafie. Jest to tryb przejściowy między trybem pracy ręcznej a automatycznej. Należy go wykorzystywać również w przypadku awarii w układzie sterowanym, jednak przy sprawnym regulatorze.
3. Tryb pracy automatycznej, gdy pozycja przełącznika trybu pracy znajduje się w położeniu "3 - Praca automatyczna". Wartości wysterowań falownika podmuchu imp_p oraz falownika rusztu imp_r są dobierane przy pomocy algorytmów, których zadaniem jest regulacja wydajnością kotła poprzez odpowiednie dobranie wysterowania falownika rusztu imp_r oraz falownika podmuchu imp_p. Jest to zalecany, prawidłowy tryb pracy.
4. Tryb pracy z analizą, gdy pozycja przełącznika trybu pracy znajduje się w położeniu "4 - Praca z analizą". Jest on zbliżony do trybu pracy automatycznej z dokładnością do tego, że względny strumień powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h (funkcja 27) jest modyfikowany przez program analiza pracujący na serwerze systemu SZARP.

Przełączanie z trybu pracy ręcznej do trybu synchronizacji jest kłopotliwym przełączeniem. W trybie synchronizacji regulator powiela sygnał z wejścia analogowego na wyjście prądowe, a w trybie pracy ręcznej jest elektrycznie odcięty od sygnałów z zadajników, dlatego też, zanim regulator zacznie prawidłowo powtarzać sygnał do falowników, musi go dokładnie zmierzyć. Z uwagi na filtracje przeciwzakłóceniowe dokładny pomiar sygnału prądowego z zadajnika zajmuje kilka sekund od momentu jego elektrycznego podłączenia do regulatora, które ma miejsce w tym przełączeniu. W przypadku źle zaprogramowanych falowników (jeśli zamiast lotnego startu mają ustawiony start po całkowitym zatrzymaniu) lub zaprogramowanego zbyt krótkiego czasu zwalniania (poniżej 10 sekund) przy zaniku prądowego sygnału sterującego, przełączenie to może nawet doprowadzić do chwilowego odstawienia falowników. Wówczas należy natychmiast załączyć je ponownie. Przełączenie to nie wymaga dodatkowych operacji.

Przełączanie z trybu synchronizacji do trybu pracy ręcznej jest operacją nie wymagającą żadnych dodatkowych czynności. Przełączenie inaczej niż w powyższym przypadku praktycznie nie powoduje zaniku sygnału sterującego wysyłanego do falowników - elektryczne odcięcie sterownika z obwodu regulacji odbywa się na tyle szybko, że pozostaje właściwie niezauważone przez falowniki.

Przełączanie z trybu synchronizacji do trybu pracy automatycznej może wiązać się z gwałtowną zmianą wysterowania falowników pomp poprzecznych i obiegowych, gdy zadane wartości wysterowań nie są prawidłowo ustawione. Aby przełączenie było łagodne, należy sprawdzić poprawność wszystkich parametrów jeszcze w trybie synchronizacji.

Przełączanie z trybu pracy automatycznej do trybu pracy z analizą jest jedynie wysłaniem do programu analiza pracującego na serwerze SZARP sygnału zezwolenia na rozpoczęcie procesu analizy i nie wymaga żadnych dodatkowych operacji.

Przełączanie z trybu pracy z analizą do trybu pracy automatycznej odbywa się bez żadnych reperkusji i wymagań co do ustawień regulatora. Z chwilą przełączenia w tryb pracy automatycznej regulator przestaje przyjmować rozkazy zmiany aktualnego względnego strumienia powietrza podmuchowego dla 1.6 m3/h węgla (funkcja 27) z serwera SZARP, na którym pracuje program analiza i zachowuje aktualną wartość zaprogramowaną.

Asysta przy zdalnej zmianie programu regulatora

Część parametrów takich, jak zakresy przyrządów pomiarowych oraz konfiguracje programu taka, jak kolejność wyświetlania parametrów, niektóre progi zapalania lampek alarmowych itp. są trwale zakodowane w programie sterownika. Nie można tego zmienić z poziomu obsługi - programowania parametrów stałych czy paczek czasowych, ponieważ są to zbyt newralgiczne dla działania regulatora wielkości. Takie zmiany występują stosunkowo rzadko. Zmiana programu regulatora zwykle prowadzona jest bezpośrednio przez pracowników firmy Praterm. Polega ona na połączeniu notebooka kablem modemowym do RS232/0 sterownika i uruchomienie na notebooku odpowiedniego programu. Ta operacja jednak może też zostać przeprowadzona z wykorzystaniem serwera SZARP, który w normalnej pracy jest podłączony przez RS232/0 do sterownika w celu zbierania i rejestracji danych. Pracownicy firmy Praterm mogą zdalnie - z wykorzystaniem Internetu - na serwerze SZARP uruchomić program do zmiany programu regulatora, fizycznie nie będąc przy sterowniku. Dzięki temu przy ewentualnej konieczności zmiany programu (np. po wymianie uszkodzonego przetwornika pomiarowego na nowy o innym zakresie) możliwa jest szybka operacja zmiany, bez konieczności przyjazdu na miejsce. Zdalna zmiana programu regulatora wymaga pomocy pracowników obsługi znajdującej się bezpośrednio przy sterowniku:

1. Jeżeli regulator jest w trybie pracy z analizą, przełączyć w tryb pracy automatycznej zgodnie z podanymi instrukcjami.
2. Jeżeli regulator jest w trybie pracy automatycznej, przełączyć w tryb pracy w synchronizacji zgodnie z podanymi instrukcjami.
3. Jeżeli regulator jest w trybie pracy w synchronizacji, przełączyć w tryb sterowania ręcznego zgodnie z podanymi instrukcjami. Zaleca się do czasu zakończenia programowania, aby nie zmieniać ustawień potencjometrów zadajników sygnałów prądowych do falowników.
4. Spisać wszystkie wartości zaprogramowanych paczek i parametrów stałych.
5. Otworzyć drzwiczki z manipulatorem i panelem i wypiąć ze sterownika wtyczkę sieci RS'owej z gniazda RS485/1 - zielona wtyczka z trzema przewodami na dole po prawej stronie sterownika.
6. Poinformować o gotowości do rozpoczęcia zmiany programu regulatora.
7. Po zakończeniu zmiany programu sterownik sam zresetuje się. Zapali się lampka Awaria regulatora i zacznie dzwonić alarm - należy go skasować.
8. Wpiąć z powrotem wtyczkę sieci RS'owej do gniazda RS485/1.
9. Ustawić wszystkie zaprogramowane paczki i parametry stałe według spisanych wcześniej wartości. W szczególności należy pamiętać o wprowadzeniu właściwego kodu zabezpieczającego w parametrach stałych na funkcji 99.
10. Przełączyć regulator z trybu sterowania ręcznego w tryb pracy w synchronizacji zgodnie z podanymi wyżej instrukcjami.
11. W trybie pracy w synchronizacji regulator powinien pozostać minimum 15 minut - do czasu, aż wskazania objętości węgla dostarczanego do kotła (funkcja 21) i współczynnik efektywności pracy kotła (funkcja 79 - widoczny również na wyświetlaczu stałym) uzyskają wartość zbliżoną do tej sprzed zmiany programu regulatora.
12. Jeżeli przed zmianą programu regulator znajdował się w trybie pracy automatycznej lub pracy z analizą, należy sprawdzić, czy strumień powietrza podmuchowego dla aktualnej objętości węgla Vc_reg (funkcja 23) pokrywa się z wysterowaniem falownika podmuchu z zadajnika Ip_p (funkcja 06). Jeżeli wartości stałe zostały prawidłowo ponownie zaprogramowane i potencjometr podmuchu nie był ruszany, te dwie wartości powinny po pewnym czasie (nie więcej niż 30 minut) osiągnąć zbliżoną wartość bez żadnych dodatkowych operacji. Wówczas należy przełączyć regulator w tryb pracy automatycznej zgodnie z podanymi instrukcjami.
13. Jeżeli przed zmianą programu regulator znajdował się w trybie pracy z analizą, przełączyć w tryb pracy z analizą zgodnie z podanymi instrukcjami.

Uwagi eksploatacyjne

Na podstawie doświadczeń firmy Praterm w optymalizacji pracy kotłów rusztowych (około 100 zautomatyzowanych kotłów) należy stwierdzić, że niestety nie istnieją proste reguły mające zastosowanie w każdych warunkach pracy, dzięki którym można uzyskać maksymalną możliwą sprawność. Istnieje jednak kilka reguł, których przestrzeganie - nawet bez zastosowania automatyki - pozwala na zwiększenie efektywności kotła:

1. Wskaźnikiem wielkości fizycznej straty wylotowej jest temperatura spalin. Jej obserwacja pozwala podjąć decyzję, kiedy należy odstawić kocioł do czyszczenia po stronie spalin.
2. Woda kotłowa powinna być zmiękczona i odgazowana. Za niskie ciśnienie statyczne może doprowadzić do przenikania twardej wody wodociągowej z wymienników CWU w sieci cieplnej do obwodu kotłowego. Dlatego nie wystarczy kontrola twardości wody wychodzącej ze zmiękczalni, ale także wskazany jest okresowy pomiar twardości wody sieciowej.
3. Spalany węgiel powinien dotrzymywać nie tylko wartość opałową właściwą dla kotłów rusztowych, ale także mieć wystarczająco jednorodną granulację. Praktyka pokazuje, że spalanie nawet wysokokalorycznego, za to koksującego węgla, może sprawiać problemy.
4. Poza odpowiednimi ustawieniami automatyki, pracownicy obsługi powinni pamiętać także o innych ustawieniach, m.in.: właściwym poziomie wody w wannach odżużlania (zbyt niski poziom wprowadza do kotła tzw. fałszywe powietrze zwiększające zużycie energii elektrycznej przez wentylator wyciągu i pogarszające sprawność), maksymalne otwarcie klap wyciągu i podmuchu (o ile istnieją), zamknięcie przednich klap zasłaniających rusztowiny (powinny być one wyposażone we wzierniki do śledzenia stanu łusek; otwarcie tych klap wprowadza fałszywe powietrze), zamknięcie pierwszej i ostatniej strefy podmuchowej (ostatnia może być otwarta w nietypowych sytuacjach pracy z bardzo wysokim obciążeniem przy spalaniu niskokalorycznego węgla) oraz ewentualnie przed i przedprzedostatniej strefy (o ich otwarciu decyduje wydajność kotła: im większa - im dłuższy ogień - tym więcej stref powinno być otwartych).
5. Jak pokazuje praktyka oko ludzkie jest zawodne i przez obserwację płomienia w komorze spalania - w szczególności długości strefy spalania - nie zawsze można jednoznacznie wydać opinię, czy należy zwiększyć, czy zmniejszyć wysterowanie podmuchu. Oko bowiem nie wskaże, jaka jest strata chemiczna w żużlu. Syndrom tzw. "ognia do leja" jest bardzo mylący, bowiem żarzące się cząstki dopalającego się węgla wyglądają dużo gorzej, niż znakomicie gorszy energetycznie niespalony, wygaszony węgiel, który się już nie pali. Najlepszym weryfikatorem jest więc współczynnik efektywności pracy kotła. Dlatego najlepszą drogą są małe zmiany empiryczne i ocena ich efektów w skali kilkugodzinnej - tak właśnie zachowuje się kocioł w trybie pracy z analizą. Warto też pamiętać, że każde otwarcie drzwiczek z boku kotła powoduje dostarczenie dużej ilości fałszywego powietrza, zakłócenie spalania, a więc utratę podciśnienia w komorze i spadek sprawności.
6. Najczęstszym błędem zdarzającym się w obsłudze układów automatyki jest zbyt wysoka prędkość rusztu i zbyt duże wysterowanie powietrza podmuchowego. Nie należy z tego wyciągać wniosku, że zawsze korzystna jest praca przy dużej grubości warstwy i niskim posuwie rusztu oraz małym współczynniku lambda. Dla węgli o bardzo wysokiej kaloryczności korzystna może być mała grubość warstwownicy. Podobnie przy węglach spiekalnych może wystąpić potrzeba ustawienia dużego nadmiaru powietrza. Ponieważ węgiel nawet w ramach jednej dostawy jest niejednorodny, należy pamiętać, że warunki ustawione dla kotła w jednym dniu pracy, w następnym mogą się okazać nieoptymalne.
7. Nawet najlepsza automatyka kotła nie zda się na nic, jeśli będzie on w stanie permanentnej regulacji mocy. Kotły węglowe wbrew temu, co twierdzą niektórzy konstruktorzy, nie są urządzeniami elastycznymi pod względem zmian obciążenia - są stałoprzepływowe i stałotemperaturowe.

Wartości wyświetlane

Panele wyświetlaczy

Paczki

Wartości stałe

Wejścia analogowe

Wejścia logiczne

Wyjścia przekaźnikowe

Instrukcja obsługi regulatora Z-Elektronik
Instrukcja obsługi panelu blokad
Deklaracja zgodności CE regulatora Z-Elektronik

Automatically generated by DOCGEN on 2017.09.28 14:25:15
based on /var/szarp/programy/trunk/zamosc/wr10/2305/1001/koczwyk.c