Система автоматического регулирования процесса горения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Соцнвлнстическмк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) 3+>+>eH> 260881 (21) 3332145/24-06 ($1) М КЛ з с присоединением заявки Йо(23) Приоритет23 и 1/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070383, Бюллетень М 9 ($3) УДК 621. 182. .261(088.8) Дата опубликования описания 070383 (72) Автор изобретения

Ю.С.Тверской

Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В.И.Ленина (71) Заявитель (54) CHCTgMA АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ГОРЕНИЯ.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к автоматическому регулированию процесса горения в топках котлов с пылесистемами прямо- 5 го вдувания.

Известно, что открытие створок сепаратора ведет к загрублению помола пыли, повышению концентрации аэросмеси, увеличению производительности 10 пылесистемы и тепловой нагрузки котла, снижению расхода электроэнергии на собственные нужды.

Известна система автоматического регулирования производительности мель- 15 ницы с прямым вдуванием пыли в топку котла. Система содержит регулятор расхода топлива в мельницу с заданием от системы более высокого уровня, регулятор первичного воздуха и регулятор положения створок сепаратора с соответствующими датчиками.

В этой системе увеличение производительности мельницы осуществляется путем изменения расхода топлива в 25 мельницу и ее загрузки ° При этом регуляторы расхода сушильного агента и створок сепаратора работают автономно. При достижении загрузки мельницы, близкой к "завалу", регулятор загрузки подключается сначала посредством блоков интегрирования к регулятору первичного воздуха (РПВ) и при исчерпании диапазона регулирования — к регулятору створок сепаратора (РСС ) j 13.

Недостатками известной системы регулирования является ее сложность (специальный регулятор створок сепаратора, два блока интегрирования, три группы ключей, логический блок переключения управляющих воздействий регулятора топлива ) и невысокая надежность (.невозможно приостановить. развитие аварийной ситуации, например "завал" мельницы, при исчерпании диапазонов регулирования на РПВ и

РСС ). Кроме этого, при построении схемы, в которой задание подается на регулятор топлива, мельница работает в экономически неоптимальном режиме (увеличивается расход электроэнергии на собственные нужды), а система в целом обладает существенной инерционностью, что также определяет низкое качество регулирования.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система автоматического регулирования процесса горения в котлоагрегате с пыпесистемой прямого

1002731 вдувания, содержащая регуляторы расхода топлива в количестве, соответствующем числу мельниц, с датчиками загрузки мельниц и расхода первичногс воздуха, соединенными с регуляторами расхода топлива через дифференциаторы, регулятор тепловой нагрузки с соответствующими датчиками и блоком интегрирования, подключенным к регуляторам первичного воздуха, соединенным с датчиками расхода первичного воздуха и с исполнительными механизмами расхода первичного воздуха, снабженными датчиками полного открытия регулирующего органа (2).

Недостатком этой системы автомати-!5 ческого регулирования является недостаточный диапазон регулирования расхода топливовоздушной смеси при эксплуатационных ограничениях (например по числу работающих мельниц, расходу первичного воздуха и т.п.).

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования расхода топливовоздушной смеси при обеспечении экономически оптимального режима ра- 5 боты мельниц, высокой мобильности объекта и экономичности горения.

Поставленная цель достигается тем; что система автоматического регулирования процесса горения в котло- () агрегате с пылесистемой прямого вдувания, содержащая регуляторы расхода топлива в количестве, соответствующем числу мельниц, с датчиками загрузки мельниц и расхода первичного воздуха, соединенными с регуляторами расхода топлива через дифференциаторы, регулятор тепловой нагрузки с соответствующими датчиками и блоком интегрирования, подключенным к регуляторам первичного воздуха,"О соединенным с датчиками расхода первичного воздуха и с исполнительными механизмами расхода первичного воздуха, снабженными датчиками полного открытия регулирующего органа, допол-45 нительно содержит исполнительные механизмы положения створок сепаратора, сна-.:женные датчиками положения створок, устройства выбора режима с группами нормально замкнутых и нормально разсмкнутых контактов и два логических элемента типа И, причем выходы регуляторов первичного воздуха подключены через группу нормально замкнутых контактов к исполнитсльным механизмам расхода первиччого воздуха, датчики полного открытия регулирующего органа которых подключены к входам первого логического элемента, выход которого соединен с устройствами выбора режима, а че- . рез группу нормально разомкнутых контактов — к исполнительным механизмам положения створок сепаратора, )датчики положения которых подключены через нормально разомкнутые контакты к входам регуляторов первичного воздуха и к входам второго логического элемента, выход которого соединен с устройствами выбора режима.

На чертеже приведена блок-схема системы автоматического регулирования процесса горения.

Система содержит регуляторы 1 расхода сырого топлива в мельницы, в количестве соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 2 изменения расхода топлива в мельницы, с датчиками 3 загрузки мельниц (количества топлива ), например, активной мощности приводных двигателей, и с дифференциаторами 4, регуляторы 5 расхода первичного воздуха (РПВ) с датчиками 6 расхода первичного воздуха в мельницы и с исполнительными механизмами 7 расхода первичного воздуха, которые снабжены датчиками 8 полного открытия регулирующего органа, регулятор 9 тепловой нагрузки с датчиком 10 тепловыделения., с датчиком 11 расхода питательной воды на котел, с дифференциатором 12 и блоком 13 интегрирования, устройства 14 выбора режима исполнительные механизмы 15 изменения положения створок сепараторов с датчиками 16 положения, логические элементы 17 и 18 типа И с соответствующими выходами

19 и 20 управления устройствами 14.

Датчики 6 расхода первичного воздуха в мельницы подключены к регуляторам 1 посредством дифференциаторов 4, датчик 11 расхода воды подключен к отдельным входам регулятора 9 непосредственно и посредством дифференциатора 12. Выходы блока 13 интегрирования подключены к отдельным входам регуляторов 5. Выходы регуляторов 5 подключены посредством нормально разомкнутых контактов устройств 14 к соответствующим исполнительным механизмам 15, которые снабжены датчиками 16 положения створок сепаратора, и посредством нормально замкнутых контактов устройств 14 — к исполнительным механизмам 7, снабженным датчиками 8 полного открытия регулирующего органа. Выходы датчиков 8 подключены к логическому элементу 18.

Выходы 19 и 20 соответствующих логических элементов 17 и 18 подключены к устройствам 14 параллельными связями. Выход 19 предназначен для срабатывания устройств 14 выбора режима, а выход 20 — для восстановления нормального режима.

Система работает следующим образом.

Регуляторы 1 обеспечивают стабилизацию количества топлива в мельницах (загрузку мельниц) на заданном экономически оптимальном значении по сигналам от соответствующих датчиков 3. Регуляторы 1 воздействуют на

1002731 исполнительные механизмы 2 изменения расхо4а топлива в мельницы, изменяя подачу топлива.

Регулятор 9, воспринимая изменение тепловыделения от датчика 10 или изменение нагрузки от датчика 11 5 и скорости ее изменения от дифференциатора 12, посредством блока 13 и с помощью регуляторов 5 первичного воздуха на каждую мельницу изменяет суммарный расход первичного воздуха 10 в мельницы и соответственно сумма𠆆. ный расход аэросмеси в топку котла (расход аэросмеси в данной схеме пропорционален расходу первичного воздуха) путем воздействия на исполнитель- 5 ные механизмы 7 регулирующих органов расхода первичного воздуха. При этом устройство 14 обеспечивает подключение регулятора 5 к исполнительному механизму 7. Введение в схему регуляторов 1 сигнала по скорости изменения расхода первичного воздуха в мельницу от дифференциаторов 4 повышает качество регулирования расхода топлива в переходных режимах и со- 5 ответственно стабилизацию расхода угольной пыли в потоке аэросмеси.

При исчерпании диапазонов регулирования по расходу первичного воздуха происходит автоматическое запоминание нагрузки ограничения, и на входы логического элемента 17 поступают сигналы от датчиков 8 полного открытия регулирующих органов расхода первичного воздуха. Если при этом диапазоны регулирования исчерпаны на всех мельницах (сигнал поступил от всех датчиков 8, работающих мельниц), логический элемент 17 через выход 19 производит переключение устройств 14, отключая с выхода ре- 40 гуляторов 5 исполнительные механизмы 7 и подключая исполнительные механизмы 15 с датчиками 16 положения регулирующего органа. Пусть при этом сигнал от блока 13, характеризующий 45 текущее значение нагрузки, растет, т.е. требуется дальнейшее увеличение тепловыделения (тепловой нагрузки котла). Тогда регулятор 5, воспринимая это изменение, начнет рас- 5() крывать створки сепаратора. Это приведет к тому, что увеличится генерирующая способность "слоя" топлива в мельницах за счет изменения свойств сепарационной зоны и тРанспоРтиРующая способность сушильного агента за счет уменьшения сопротивления пылевоздушного тракта. В результате увеличится расход готовой пыли("сток") в топку котла, регуляторы 1, воспринимая изменения нагрузки мельниц от датчиков 3 и расхода сушильного агента OT дифференциаторов 4, увеличат подачу топлива в мельницы("приток"), Ьосстанацливая временное отклонение их загрузки на заданном значении, ко- g5 торое произошло за счет увеличения

"стока" готовой пыли в топку. В целом это обеспечивает компенсацию требуемого увеличения тепловой нагрузки.

Компенсация сигнала от блока 13 на регуляторах 5 происходит в результате приращения соответствующего сигнала от датчиков 16 положения. При оптимальном положении створок сепаратора сигнал от датчика 16 жесткой обратной связи равен нулю (отсутствует) и возрастает при изменении положения створок сепаратора от оптимального до полного открытия.

При снижении тепловой нагрузки котла регулятор 5 восстанавливает оптимальное положение створок сепараторов.

При этом логический элемент 18 через выход 20 формирует переключение устройств 14 в исходное положение, соответствующее нормальному режиму работы. Датчики 16 жесткой обратной связи на РПВ при этом также отключаются.

В результате при высокой мобильности объекта расширяется диапазон

его регулирования при разного рода эксплуатационных ограничениях, происходит восполнение дефицита тепловой нагрузки и соответственно электроэнергии. Причем переход на более грубый помол при определенных условиях ведет к повышению качества процесса горения.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования процесса горения в котлоагрегате с пылесистемой прямого вдувания, содержащая регуляторы расхода топлива в количестве, соответствующем числу мельниц, с датчиками загрузки мельниц и расхода первичного воздуха, соединенными с регуляторами расхода топлива через дифференциаторы, регулятор тепловой нагрузки с соответствующими датчиками и блоком интегрирования, подключенным к регуляторам первичного воздуха, соединенным с датчиками расхода первичного возду.— ха и с исполнительными механизмами расхода первичного воздуха, снабженными датчиками полного открытия регулирующего органа, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, система содержит исполнительные механизмы положения створок сепаратора, снабженные датчиками положения створок, устройства выбора режима с группами нормально замкнутых и нормально разомкнутых контактов и два логических элемента типа И, причем выходы регуляторов первичного воздуха подключены через группу нормально замкнутых контактов к исполнитель1002731

Составитель И.Аксенов

Редактор О.Персиянцева ТехредК.Иыцьо Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1510/14 .Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным механизмам расхода первичного воздуха, датчики полного открытия регулируюцего органа которых подключены к входам первого логического элемента; выход которого соединен с устройствами выбора режима, а через груп-5 пу нормально разомкнутых контактов к исполнительным механизмам положения створок сепаратора, датчики положения которых подключены через нормально разомкнутые контакты к входам 10 регуляторов первичного воздуха и к входам второго логического элемента, выход которого соединен с устройствами выбора режима.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2930668, кл. F 23 М 1/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 794299 кл. F 23 N 1/02, 1979.