Система регулирования производительности котлов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 689 A

3(S1) F. 22 В 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

21 } 3334542/24-06

22 ) 07. 09. 81 (46) 30.05.83. Бюл. )1 20 (72 ) В, Д. Ферманьян (71 ) Краснодарский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53 ) 621, 181 . 2 (088. 8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 779730, кл. F 22 8 35/00, 1979..(54)(57) системА РегьлироВАниЯ пгоизВОДИТЕЛЬНОСТИ КОТЛОВ, работающих на общую магистраль, содержащая датчик общей производительности и блок дискретного изменения режима работы котлов, о т л и чающая с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, она дополнительно содержит генератор импульсов, подключенные к датчику соединенные парадлельно делитель, сглаживающий фильтр, первый сумматор и элемент ИЛИ и подключенную к выходу делителя цепс ч ку и з последо ват ел ьно соединенных .ячейки памяти, второго сумматора и усилителя, при этом к другим входам второго сумматора подключены выходы делителя и сглаживающего фильтра, первый сумматор и элемент ИЛИ своими вторыми входами соединены с выходом усилителя, а выходами - соответственно с входами сглаживающего фильтра ,и блока дискретного изменения режима работы котлов, причем выходы генератора импульсов подключены к управ- ® ляющим входам ячейки памяти и сглаживающего фильтра.

С:

1020689

Изобретение относится к автоматизации паровых стационарных котлов промышленных предприятий и может быть использовано для управления производительности отдельных котлов, работа, ющих на общую магистраль, Известна система регулирования производительности котлов, работающих на общую магистраль, содержащая дат чик,общей производительности и блок дискретного изменения режима работы котлов. Изменение режима работы котлов осуществляется в моменты, когда общая нагрузка достигает границы диа!

5 пазона непрерывного регулирования производительности (1 ), Однако такая схема допускает отк Ф . лонение параметров вырабатываемой тепловой энергии от заданных значений вследствие запаздывания в реализации управляющих воэдействий1 обусловленного временем срабатывайия системы управления и инерционными свойствами котлов. Это уменьшает средний КПД котельной.и, что особенно важно в условиях промышленного предприятия, приводит к снижению производительности и КПД технологических теплопотребителей.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

Укаэанная цель достигается тем, что система регулирования производительности котлов, работающих на общую ма ги ст рал ь, содержащая дат чи к об- 35 щей производительности и блок дискретного изменения режима работы котлов, дополнительно содержит генератор импульсов, подключенные к датчику соединенные параллельно делитель, 40 сглаживающий фильтр, первый сумматор, элемент ИЛИ и подключенную к вЫходу делителя цепочку из последовательно соединенных ячейки памяти, второго сумматора и усилителя, при 45 этом к другим входам второго сумматора подключены выходы делителя и сглаживающего фильтра, первый сумматор и элемент ИЛИ своими вторыми входами соединены с выходом усилите- 50 ля, а выходами - соответственно с входами сглаживающего фильтра и бло-. ка дискретного изменения режима работы котлов, причем выходы генератора импульсов подключены к управ- 5 ляющим входам ячейки памяти и сглажи, вающего фильтра.

На чертеже приведена принципиальная схема системы.

Система регулирования производительности котлов, работающих на общую магистраль, содержит датчик 1 общей производительности и блок 2 дискретного изменения режима работы . котлов 3. Кроме того, система содержит сглаживающий фильтр 4, два сумматора 5 и 6, ячейку 7 памяти, элемент ИЛИ 8, дроссельный делитель

9, генератор 10 импульсов и усилитель 11, При этом первый и второй сумматоры 5 и 6 выполнены соответственно на пяти- и трехмембранном элементах сравнения, ячейка 7 памяти содержит клапан и повторитель с дросселем, генератор 10 импульсовдва реле, два переменных дросселя и емкость, а сглаживающий фильтр 4 дроссель 12, первый повторитель 13, постоянный дроссель 14 с элементом

15 сравнения, переменный и постоянный дроссели 16 и 17 с вторым повторителем 18 и три клапана 19-21.

Выход датчика 1 соединен с входом, первого повторителя 13-сглаживающего фильтра 4, входом второго сумма тора 6, входом элемента ИЛИ 8 и через дроссельный делитель 9 с входами ячейки 7 памяти и первого сумматора 5. Выход первого повторителя 13 сглаживающего фильтра 4 соединен с элементом 15 сравнения, выход которого через переменный дрос-. сель 16 соединен с выходом второго повторителя 18 и непосредственно - с входом первого сумматора 5, выход которого соединен через первый клапан

19 сглаживающего фильтра 4 с усилителем 11, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ 8, входом второго сумматора 6 и через второй клапан

20 с вторым повторителем 18, Выход второго сумматора 6 через третий клапан 21 сглаживающего фильтра 4 соединен с входом элемента 15 сравнения. Выходы генератора 10 соединены с управляющими входами клапанов сглаживающего фильтра 4 и ячейки 7 памяти, причем входы всех повторителей через постоянные дроссели, а входы сумматоров непосредственно связаны с источником питания, при этом выход элемента ИЛИ 8 соединен с блоком 2 дискретного изменения режима работы котлов.

Датчик 1 общей производительности осущест вляет . измерение расхода тепловой энергии и преобразование

0689 усреднения, которую можно.лредставить в виде зависимости

3 102 измеренной величины в унифицированный пневматический си гнал °

Сумматор 5 собран на элементе сравнения и реализует операцию алгебраического суммирования трех сиг5 налов где Q — сигнал текущего расхода

ТЭ тепловой энергии; (Q ) „- сигнал расхода тепловой энергии в предыдущий мо(Р мент времени; ф ВЬух) - выходной сигнал сглажива-15 ющего фильтра в момент времени;

К - коэффициент пропорциональности;

P - текущий выходной сигнал сумматора 5.

Сумматор 6 собран на элементе сравнения и дроссельном делителе, состоящем из постоянного и переменного дросселей, и реализует операцию где Р,„ - выходной сигнал сумматора 6;

Р -) <- выходной сигнал сумматора 5 в предыдущий момент времени;ЗР коэффициент пропорциональности.

Коэффициент о настраивается изменением проводимости переменного дросселя. 35

Ячейка 7 памяти построена на пневмоклапане и повторителе и осуществляет запоминание сигнала KQ на время одного такта генератора. Элемент

ИЛИ 8 реализует операцию логического 4р элемента ИЛИ сигналов Q и (Р ) тэ

Дроссельный усилитель 9 собран íà постоянном и переменном дросселях и реализует операцию умножения сигнала Q на постоянный коэффициент 45

К; велйчина которого устанавливается изменением проходного сечения переменного дросселя.

Сглаживающий фильтр 4 собран на двух повторителях 13 и 18, трех кла-10 панах 19-21, переменном дросселе

16 и дистанционно управляемом дросселе, построенном на элементе 15 сравнения.Сглаживающий фильтр 4 осуществляет фильтрацию высокочастотной слу- 55 чайной составляющей процесса изменения расхода тепловой энергии (сигнала QQ путем операции дискретного

1 -"© -Ч тэ4- (ф вх4 ("

Р, = ((Р ),„-а„), (2) где (Рф,вых ), (ó.ьь х ) -1 - -соответственно вы(р ходные сигналы сглаживающего фильтра в текущий момент времени t и в предыдущий момент времени t-1. - - параметр сглажива- .

1 ющего фильтра.

Параметр у зависит от соотношения проводимостей переменного дросселя 16 и управляемого дросселя, построенного на элементе 15 сравнения, нижнее (по схеме ) сопло которого является дросселем, проводимость которого зависит от давления Рз

Генератор 10 собран на двух пневматических реле и двух переменных дросселях и предназначен для получения периодических импульсов прямоугольной формы, частота которых зависит от изменения проходного сечения переменных,;дросселей.

Система работает следующим образом.

Сигнал Q с выхода датчика 1 пота ступает через элемент ИЛИ 8 на блок

2 регулирования режима работы, Дополнительно сигнал с выхода датчика поступает на сглаживающий фильтр 4 и через дроссельнйй делитель 9 в ячейку 7 памяти и сумматор 5, а также на вход сумматора 6. В сглаживающем Фильтре осуществляется усреднение сигнала Q по формуле (3 ), для чего н а сглажйвающий фильт р поступает также сигнал (Р ) 1 с выхода усилителя 11 мощности, Сигнал с выхода сглаживающего фильтра (Р „) фвык ь характеризующий усредненное значение тепловой нагрузки, поступает на вход сумматора 5, На два других входа сумматора 5 поступают сигналы KQ u тэ.

К(0. э) „, В сумматоре определяется разность K/Qт„-(Q . ),, которая характеризует взятый с коэффициентом

:10 прирост тепловой нагрузки от момент а t -1 к моменту t и эт а разность су ммиру ет ся с усреднен ным зн ачением расхода тепловой энергии (P ) фомам t

Таким образом, выходной сигнал сумматора 5 Р содержит информацию об ус89 ся генератором 11 вырабатывающим тактовые командные импульсы, поступающие на сглаживающий фильтр 4 и ячейку 7 памяти.

Блок 2 дискретного изменения режима работы котлов 3 включается при достижении границы диапазона непрерывного регулирования сигналом, пропорциональным расходу тепловой энергии, йли выходным сигналом Р сумматора. Настройка системы осуществляется путем изменения коэффициентов К и at, с помощью соответственно дроссельного делителя 9 и сумматора 6. б

Применение предлагаемой системы позволяет повысить точность регулирования благодаря, тому, что часть операций дискретного изменения производительности выполняется по сигналу Р, т.е. в моменты, когда текущии расход тепловой энергии еще не достиг предельного значения. Применение сигнала Р - для управления позволяет компенсироват ь влияние инерционности системы управления и котлов и избежать колебаний параметров тепловой энергии в моментывыполнения дискретных операций.

S )0206 редненном значении нагрузки и динамике ее изменения. Далее этот сигнал через клапан l9 поступает на усилитель 11, где усиливается по мощнос-, ти, и пюступает через элемент ИЛИ 8 на блок 2.

Блок 2 вырабатывает команды выполнения дискретных операций, когда выя ходяой сигнал датчика 1 или выходной сигнал усилителя 11 достига- 10 ет заданного граничного значения. Сумматор 6 осуществляет -сравнение величины расхода тепловой энергии и вы.ходного сигнале усилителя 1, Разность этих сигналов характеризует отклоне- и ние величины, полученной экстраполяцией от действительного значения, т.е. погреаность экстраполяции.

8 зависимости от величины этой погреаности изменяется параметр сгла- 2о .живания g,,для чего давление P „ через белапан 21 поступает .на элемент 15 сравнения, который является дистанционно управляемым дросселвм. При изменении P изменя- и ется указанное сечение этого дросселя, образованного нижним соплом элемента сравнения, что приводит к изменению величины у .

Предлагаемая система работает в дискретном режиме, который задает1020689

Составитель В, Назаров

Техред Ж,Кастелевич Корректор А. Ференц

Редактор А.Огар

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3878/34 Тираж 424 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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