Clasificación YPF: No Confidencial Carga compartida de varias calderas La demanda de fuego generada por el controlador maestro aumenta y reduce carga de todas las calderas conectadas a un master de vapor. El siguiente problema de control encontrado es el reparto adecuado de la carga entre las calderas. El método más simple y más utilizado es dejar la asignación de la carga de la caldera a criterio del operador. En la práctica, se envía una señal de demanda de 0 a 100 por ciento a una estación manual automática maestra de caldera. Incorporada a esta estación hay una función bias. La función bias permite que el operador de la caldera sume o reste de la señal de demanda y, por lo tanto, altere esta señal antes de que se transmita a los controles individuales de la caldera. La Figura 8-1 1 muestra las funciones de control involucradas para dos calderas. De manera similar, esto se puede extender a tres o más calderas. Se debe instruir al operador para que mantenga un bias del 0 por ciento en una de las estaciones maestras de la caldera con entrada y salida de igual valor. En otras estaciones, el operador ingresa una señal bias deseada para que la demanda de la caldera de salida se desvíe de la demanda del maestro en la cantidad de la señal bias positiva o negativa. Compensación Automática por Número y Tamaño de Calderas Participantes En el arreglo de la Figura 8-11, se asume que el número y tamaño de las calderas siempre será el mismo al sintonizar el controlador maestro de presión de vapor. En muchos casos, a medida que aumenta la carga total, pueden ponerse en funcionamiento calderas adicionales de tamaño indeterminado. A medida que cambia el número y/o el tamaño promedio de las calderas conectadas, el efecto es cambiar la ganancia del sistema. En esta circunstancia, el ajuste óptimo del controlador maestro cambia debido al cambio en la capacidad total de flujo de combustible. Clasificación YPF: No Confidencial Clasificación YPF: No Confidencial Al modificar las funciones de asignación de carga como se muestra en la Figura 8-12, se obtiene una compensación automática por el número y tamaño promedio de las calderas. En la primera edición de este libro y como se muestra aquí, el elemento (c) usa la lógica de control proporcional más integral. Este procedimiento, cuando se utiliza con control analógico y un controlador integral y de alta ganancia, funciona muy bien. Para la lógica de control que se muestra en la Figura 8-12, suponga que tres calderas de la misma capacidad están alimentando el cabezal de vapor y que la demanda total de flujo de vapor y tasa de combustión es del 60 por ciento. La retroalimentación al controlador (c) del sumador (b) también debe ser del 60 por ciento, y la salida del controlador (c) también sería del 60 por ciento. Bajo esta condición, tres señales del 60 por ciento son entradas al sumador (b). Dado que las calderas son del mismo tamaño, una ganancia de 0,33 en cada entrada sumador mantendrá el sistema en equilibrio. Si una caldera se apaga sin cambios en el flujo de vapor total, una de las entradas del 60 por ciento se elimina del sumador (b). Esto reduce inmediatamente la salida del sumador al 40 por ciento, provocando un aumento inmediato en la salida del controlador (c) al 90 por ciento. Dos entradas del 90 por ciento al sumador (b) con una ganancia de entrada de 0,33 producen una salida del sumador del 60 por ciento. El lazo de control vuelve a estar en equilibrio con un 60 por ciento de entrada y un 90 por ciento de salida del controlador (c). Dado que ahora hay dos calderas en lugar de tres, cada 1 por ciento de cambio de rango en la demanda dará como resultado un cambio de 1,5 por ciento en la demanda de la caldera. El arreglo produce resultados correctos ya sea que se añadan o se apaguen las calderas. Si una o más calderas se colocan en control manual, su demanda es constante con su entrada al sumador (b) en un valor fijo. Cualquier cambio en la demanda del maestro debe equilibrarse con un cambio de salida del sumador (b) que no incluye la entrada de la caldera en el control manual. La relación entre los cambios de entrada y salida del controlador (c) será entonces la misma que si la caldera controlada manualmente se hubiera retirado de servicio. Si las calderas son de diferentes tamaños, los valores de ganancia en las entradas de verano (b) se ajustan de acuerdo con el tamaño de la caldera. Si se utilizan tres calderas y una tiene el doble de capacidad que las otras dos, entonces la ganancia de verano utilizada con la caldera más grande sería de 0,5 y las otras dos entradas de verano tendrían ganancias de 0,25. Bajo el ejemplo del 60 por ciento de carga, quitar una de las calderas más pequeñas del servicio provocaría un cambio inmediato en la velocidad de encendido de las dos calderas restantes al 80 por ciento de la carga completa. Ya sea que las calderas sean del mismo tamaño o del mismo tamaño, cualquier ajuste del sesgo de asignación de carga por parte del operador provocará un reajuste inmediato en la tasa de encendido de otras calderas en funcionamiento. La combinación de ganancia e integral debe ser de 50 o más para evitar demoras entre un cambio de entrada y salida del elemento (c) que podría deteriorar el desempeño del control. Esta técnica aplicada a sistemas de control analógicos neumáticos y electrónicos, y utilizando los valores integrales y de ganancia anteriores, ha producido excelentes resultados. La retroalimentación de la información de las instalaciones reales indica que tales resultados no siempre se pueden obtener cuando se usa esta técnica con sistemas de control digital distribuido. Debido a todas las acciones de transferencia de datos y temporización del sistema, los requisitos de estabilidad del bucle para la ganancia y la tasa integral del elemento (c) pueden ralentizar la acción del elemento (c) en detrimento del rendimiento general del control. Este Clasificación YPF: No Confidencial Clasificación YPF: No Confidencial arreglo puede verse como el controlador secundario de un sistema en cascada. Para la estabilidad, dicho controlador debe ser un orden de magnitud más rápido que el controlador principal. La disposición que se muestra en la figura 8-13 se sugiere como una alternativa para los sistemas digitales distribuidos si se encuentran dificultades con la disposición de la figura 812. Sin embargo, la función de control es necesaria. Si se utiliza un sistema digital distribuido, muchos de los algoritmos PID incluyen un puerto adaptativo para que los valores integrales y de ganancia se puedan cambiar automáticamente. Si dicho controlador no está disponible con el sistema en particular que se está utilizando, la técnica para el ajuste del controlador adaptativo en la Figura 8-13 también se puede usar para compensar automáticamente el número y las capacidades de las fuentes conectadas. En tal disposición de control adaptativo, se elimina el controlador (c) de la solicitud anterior. Su función se proporciona ajustando automáticamente la ganancia con la multiplicación variable (d).Las señales de demanda de la tasa de encendido de la caldera individual, y si estas señales son automáticas o manuales, alimentan un bloque lógico fuera de línea. Las señales de demanda individuales alimentan el sumador (a), que tiene un ajuste de ganancia de entrada individual. Con cuatro calderas de igual capacidad, los valores de ganancia individuales serían 0,25 y totalizarían 1,0. Si las calderas fueran de diferentes capacidades, los valores de ganancia de entrada serían diferentes pero aun así totalizarían 1 .O. El total del sumador (a) por lo tanto representa 0-100 por ciento de la capacidad total. La salida del multiplicador (d) con una ganancia de 2,0 en el delta (e) representa el doble de la capacidad del 0 al 100 por ciento y la salida del delta (e) representa del 0 al 100 por ciento de la capacidad. Si una estación de control está en manual, señalizada a través de las conexiones de línea de puntos, y se ajusta la salida o se ajusta el valor bias de cualquier unidad individual, el valor ponderado del cambio en relación con el total se ajusta para obtener el valor correcto para el Salidas controladas automáticamente. Cualquier cambio de participación de control manual en el sumador (a) ajusta inmediatamente las salidas controladas automáticamente para que el proceso no vea ningún cambio. Dado que tal arreglo no afecta la nitidez del desempeño del control, puede ser deseable proporcionar una tasa de cambio ajustable a los factores de multiplicación y resta. Estas mismas funciones también se pueden usar para aplicaciones que involucran múltiples combustibles, múltiples ventiladores, múltiples bombas y múltiples pulverizadores de carbón. Cuando estas aplicaciones se cubran más adelante en este libro, se usará el arreglo de la figura 8-12 con el controlador (c), ya que ese arreglo puede ser más universal para las necesidades de otras aplicaciones para esta función. Clasificación YPF: No Confidencial Clasificación YPF: No Confidencial Clasificación YPF: No Confidencial
