Antwoorden op vraag 66 - 108

Noem 4 oorzaken waardoor de belasting van een elektriciteitscentrale kan variëren. Vraag 66 Weersveranderingen  o.a. airco’s en elektrische verwarmingen Opstarten en uit bedrijf nemen van fabrieken. Andere centrale die tript. Vraag 67 Verklaar de term eilandbedrijf. Men produceert dan alleen elektriciteit voor zichzelf. Verklaar het begrip glijdrukbedrijf. Vraag 68 Bij glijdrukbedrijf past de systeemdruk zich aan, aan de belasting van de turbine. ( Het toerental beïnvloedt de brandstof naar de ketel en er wordt geen gebruik gemaakt van een regelklep voor de stoomtoevoer naar de turbine)

Noem twee mogelijke nadelen van glijdrukbedrijf. Vraag 69 Traag  de frequentie kan behoorlijk gaan afwijken van de ingestelde waarde. Feed back regeling  kans op instabiliteit ( toerental maakt grote schommelingen) Vraag 70 Verklaar het begrip vastdrukbedrijf. De systeemdruk wordt constant gehouden d.m.v. de brandstoftoevoer. Een regelklep in de toevoer van de stoom naar de turbine regelt de frequentie of het toerental. Vraag 71 Beschrijf een voordeel en een nadeel van vastdrukbedrijf. Voordeel:snelle regeling  belasting variaties zijn goed (en snel) op te vangen. Nadeel: Er vinden smoorverliezen plaats  slecht rendement.

Wat verstaat men onder voordrukbedrijf. Vraag 72 De voordruk vóór de turbine wordt geregeld met de hoeveelheid stoom naar de turbine  Met de turbine wordt de netdruk geregeld. Wanneer zal men voordrukbedrijf toepassen? Vraag 73 Bij voordrukbedrijf let men niet op de belasting van de turbine. Dit wordt vaak toegepast bij problemen met de ketel. Dus als de netdruk onderuit dreigt te zakken. Ook wordt dit toegepast bij bijvoorbeeld de vuilverbranding. Alle energie die vrijkomt, “dumpt” men in het elektriciteitsnet. Een andere centrale moet dan de frequentie van het net regelen. Vraag 74 Bij het vak procesbeheersing is het begrip proportionele band behandeld. In de centrale wereld werkt men met het begrip statiek. Wat verstaat men onder de PB en wat verstaat men onder de statiek? Onder de proportionele band, verstaat men die verandering van de gemeten waarde ( in dit geval de frequentie), uitgedrukt in % welke nodig is om de output van de regelaar ( welke hier overeenkomt met de klepstand), van 0 % tot 100 % laten veranderen.

Vraag 74 Statiek: = verandering van toerental, welke nodig is om de klepstand van 0 tot 100% te veranderen het nominale toerental Vraag 75 Waarom werkt men hier met het nominale toerental i.p.v. het percentage van de volledige meetbreedte van de regelaar? Het nominale toerental ligt bij een turbine niet ver van het maximale toerental af. Wat dit betreft is het verschil dus bijzonder klein. Een groot voordeel van het gebruik van het nominale toerental is, dat deze waarde bereikt wordt bij een output (klepstand) van ongeveer 60 %. Hierdoor kan men een duidelijke karakteristiek tekenen van het bedrijfsgebied.

Hoe komt het dat het nominale toerental op een gunstige waarde van 60 % ligt? Vraag 76 Tijdens het ontwerpen van de installatie heeft men hier rekening mee gehouden. Hoe kan men zien dat de regelaar in afbeelding 4 op bladzijde 5 indirect werkt? Vraag 77 Bij een stijging van de gemeten waarde daalt de output van de regelaar. Vraag 78 Teken in afbeelding 4 op bladzijde 5 de karakteristiek van een indirect werkende turbineregeling met een statiek van 6,66 % en een klepstand van 70 % bij nominale belasting. Het nominale toerental is 3000 rpm. Een dalende rechte lijn, welke door het punt ( 70 % , 3000 omw/min) gaat. De schuinte is 0.0666* 3000 = 200 rpm. Een methode is, om bij 50 % een schuine lijn te trekken met een schuinte van 200 rpm en deze evenwijdig naar rechts te verschuiven naar het punt ( 70 % , 3000 omw/min)

0,0666X3000=200 RPM Vraag 78 0,7X200=140 0,3x200=60 20 40 60 80 100

0,0666X3000=200 RPM Vraag 79 0,7X200=140 0,3x200=60 2925RPM 20 40 60 80 100

Welk toerental moet ik instellen op bovenstaande regelaar om bij een belasting van 20 % een toerental te verkrijgen van 3025 rpm? (regelaar met een statiek van 6,66 % en een klepstand van 70 % bij nominale belasting en een nominaal toerental van 3000 rpm) Vraag 79 Evenwijdig naar beneden verschuiven totdat de lijn het punt ( 20 % , 3025 rpm) snijdt.  2925 rpm. Vraag 80 Hoe noemt men het verschil tussen de ingestelde waarde en de werkelijke waarde? Voor welke regelactie is dit karakteristiek? De statische afwijking, dit is karakteristiek voor een proportionele regeling. Vraag 81 Tussen welke waarden zal het signaal wat uit de elektrische omvormer in afbeelding 5 op bladzijde 6 komt, liggen? Tussen de 4 mA en de 20 mA (dit is standaard)

De totale proceskarakteristiek van een centrale wordt bepaald door twee type belastingen. Welke belastingen zijn dit? En hebben de karakteristieken van deze twee belastingen een direct of indirect karakter? Vraag 82 roterende belasting  direct karakter; ohmse belasting  héél klein beetje indirect Wat verstaat men onder de nominale toestand? Vraag 83 Dit is de gemiddelde toestand waarvoor de unit ontworpen is. Wat kun je zeggen over de klepstand in de nominale toestand? Waarom deze kelpstand? Vraag 84 De klepstand is dan ongeveer 60 %. Dit is om belastingvariaties goed op te kunnen vangen; belasting neemt toe  klep van 60%  70 à 80 % belasting neemt af  klep van 60 %  30 à 40 % Waarom tekent men de proceskarakteristiek en de regelaar karakteristiek in één grafiek? Vraag 85 Om frequentieveranderingen bij belastingvariaties te kunnen voorspellen en corrigeren.

Vraag 86 PK2 PK1 D:3050 B:3015 F:2940 RK1 RK2 20 40 60 80 100

Vraag 87 Waarom verandert het toerental niet meer als de centrale aan het landelijke elektriciteitsnet gekoppeld is? De frequentie van het elektriciteitsnet is 50 Hz, dit komt overeen met 3000 rpm. In feite varieert de netfrequentie een héél klein beetje. Dit is echter nauwelijks waarneembaar. Er zijn in den lande altijd een paar centrales die deze frequentie gezamenlijk regelen. De overige centrales die aan het net gekoppeld zitten, gaan “vanzelf” met het net mee. Ze worden als het ware meegetrokken. Kan je nog regelen met behulp van het toerental, als je aan het net gekoppeld zit? Hoe lost men dit probleem op? Vraag 88 Je kan het toerental niet meer regelen. Je zal dan een vermogensregeling moeten toepassen.

Vraag 89 Op bladzijde 10 wordt de zogenaamde parallel regeling besproken. Op het moment dat de verbinding met het net verbroken wordt, neemt de toerentalregeling het over. Bij een modern regelsysteem zal de toerentalregeling op tracking staan, waardoor de genoemde problemen bij het overschakelen ( op hol slaan van de turbine) niet spelen. Verklaar dit. Tracking betekent dat het setpoint altijd meegaat met de procesvalue ( gemeten waarde). Hierdoor ga je altijd bumples over. a.Teken een drukregeling (PFD)van een fornuis, met storingscompensatieregeling via een meting van de hoeveelheid geleverde stoom. b. Welk gedeelte van de regeling is feedback en welk gedeelte van de regeling is feedforward c. Wat zijn de voordelen van deze compensatie regeling? Vraag 90 a. 13 Zie afbeelding 14 op bladzijde 13 b. De compensatieregeling d.m.v. de hoeveelheid stoom, is feedforward. Meten en regelen van de stoomdruk m.b.v. de hoeveelheid brandstof is feedback. c. Een snellere regeling bij belastingvariaties en minder kans op instabiliteit.

Vraag 91 In de laatste zin van bladzijde 12 heeft men het over overige storingen. Bedenk een aantal van deze overige storingen. Vervuiling van de pijpen. Verandering van de stookwaarde van de brandstof Andere brandstofsoort Temperatuurveranderingen (buitenlucht) Slechte of vervuilde branders. Storingen in de circulatie Vraag 92 Waarom neemt het rendement van een ketel af bij een grotere luchtovermaat? Er wordt onnodig lucht (voornamelijk stikstof) opgewarmd. Deze lucht verlaat de schoorsteen met een hogere temperatuur dan de omgevingstemperatuur. Dit is dus extra verlies.

Vraag 93 Waarom past men een luchtovermaat toe bij verbranding in een ketel? Praktisch heb je altijd iets meer lucht nodig, dan dat je theoretisch berekend hebt. Dit komt doordat de menging van de lucht met de brandstof nooit 100 % is. Een kleine luchtovermaat voorkomt ook onvolledige verbranding. Koolmonoxide kan een explosief mengsel geven. Vraag 94 Zie afbeelding 15 op bladzijde 14. Stel dat de benodigde brandstof : lucht verhouding 1 :10,5 is. Verder is gegeven dat FT-1-1 een meetgebied heeft van 0-50 m3/uur en FT-2-1 heeft een meetgebied heeft van 0-500 m3/uur. Als er 30 m3/uur aan brandstof in de ketel staat, waarop moet het verhoudingsrelais dan ingesteld worden? hoeveelheid lucht = 315 m3/uur  % output FT2-1 = = 63 % hoeveelheid brandstof = 30 m3/uur  % output FT1-1 = = 60 % a=63% ; b = 60 % : b=a*c  c=b/a =60/63 =0,9524

Als men een ketel “terug moet vuren”, wat moet men dan eerst verminderen, de hoeveelheid lucht, of de hoeveelheid brandstof? Waarom is dit zo? Vraag 95 Eerst de brandstof terugregelen, want dan is men er zeker van dat men een luchtovermaat houdt. (Dit in verband met de veiligheid, het rendement en het milieu) Als je de selectieregeling van afbeelding 17 op bladzijde 16 goed bekijkt, zie je dat de lowselector zich in het signaal naar de brandstofregelklep bevindt, en de highselector in het signaal naar de luchtregelklep. Verklaar dit. Vraag 96 de brandstof moet altijd reageren op het laagste signaal, en de lucht moet altijd reageren op het hoogste signaal. Zodoende houdt men ten alle tijde een overmaat lucht.

Wat is de meester in de regelkring van afbeelding 17 op bladzijde 16? Vraag 97 PIC-601 In afbeelding 19 zie je dat van het signaal, dat afkomstig is van FT-3606 naar een rekenrelais gaat met een worteltrekfunctie. Welke andere lettercode zou men kunnen gebruiken voor de FT? (denk aan de procesgrootheid) Vraag 98 dPT Waarom speelt het percentage CO een belangrijke rol in brandstof : lucht regeling op niveau 3? Vraag 99 Als er “net” te weinig lucht in de ketel staat, detecteer je CO in de rookgassen. (onvolledige verbranding)

Leg uit wat verstaan wordt onder de niveaus 1,2 en 3 in afbeelding 21 op bladz.21 Vraag 100 1.Eenvoudigste regelstrategie. De operator stel de waarden ( setpoint) in 2.Een intelligent systeem stelt het setpoint van de regelaars in, De operator kan de regeling bijna niet meer beïnvloeden. Een mogelijkheid is bijvoorbeeld de bias aanpassen. 3.Directe aansturing vanuit softwarematig systeem, waarbij de operator niet meer kan corrigeren, tenzij hij de hele regeling weer op “de hand neemt”. Op bladzijde 22 zie je dat er aan een aantal zaken wordt gedacht. Bedenk iets, wat ook belangrijk is, maar waaraan niet gedacht wordt. Vraag 101 Extra luchtovermaat i.v.m. veiligheid. (buffer bij storingen) Is de vuurhaarddrukregeling van een ketel een overdrukregeling of een onderdrukregeling en waarom? Vraag 102 onderdrukregeling, anders komen de vlammen door de peepholes uit de ketel. De lucht moet naar binnen gezogen worden, de buitenlucht is atmosferisch.

Vraag 103 teken een driepuntsregeling van het waterniveau in de stoomdrum. Afbeelding 25 op bladzijde 25 Vraag 104 De regeling van de hoeveelheid voedingwater van een ketel is een zgn. driepuntsregeling. 1.Welke drie metingen worden verricht bij deze driepuntsregeling? 2.Wat is hier de meester? 3.Wat is hier het feedforward gedeelte? 4.Welk gedeelte is een z.g.n. storingsregeling? 5.Welk gedeelte is feedback? 1.het waterniveau in de stoomdrum, de hoeveelheid voedingwater en de hoeveelheid stoom die geproduceerd wordt. 2.de meester is de niveauregelaar 3.feedforward is de hoeveelheidsregelaar van het voedingwater. 4.Storingsregeling is de hoeveelheid stoomafname via het rekenblok 5.Feedbackward is de niveauregeling.

Vraag 105 Waaraan ontstaan problemen bij een te hoge oververhitte stoomtemperatuur, en waaraan ontstaan problemen bij een te lage OS temperatuur? bij een te hoge OS temp. Ontstaan problemen met het pijpmateriaal van de ketel. Bij te lage OS temp. Ontstaan er problemen met de turbine. Vraag 106 Waarom wordt het water bij de temperatuurregeling van de oververhitte stoom tussen twee ovo’s ingebracht? ( Waarom niet na de ketel?) Het water wat in gespoten is, moet de tijd krijgen om te verdampen en oververhit te raken. Als het inspuitwater na de ketel ingebracht zou worden, zouden waterdruppeltjes de turbine kunnen bereiken, met alle schadelijke gevolgen van dien. Bovendien kan je allen op deze manier een juiste temperatuur meten van de stoom die uit de ketel komt. Dit lukt niet, als het inspuitwater nog niet volledig oververhit is.

Voordrukregeling. Bij voordrukregeling, worden de kleppen van de turbine gebruikt, om de keteldruk gelijk te houden. Wanneer het vermogen omhoog moet, zal de brandstoftoevoer verhoogt moeten worden.De druk van de ketel gaat omhoog, met als gevolg, dat de kleppen van de turbine verder openen, zodat de druk in de ketel weer normaal wordt. Glijdrukregeling. Bij glijdruk varieert de stoomdruk samen met de belasting van de turbine. De kleppen naar de turbine staan vol open. Meer brandstof betekent hogere druk, daardoor een hogere belasting van de turbine. Wanneer de druk tegen de turbinebelasting wordt afgezet in een grafiek, krijg je een rechte lijn schuin omhoog.