Способ регулирования расхода воздуха

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ВОЗДУХА в топку котла путем измерения сигналов по расходу воздуха, содержанию кислорода и .химического недожога и формирования регулирующего воздействия , отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, сигнал по расходу воздуха дифференцируют, сигнал химического недожога инвертируют и суммируют с сигналом содержания кислорода , суммарный сигнал преобразуют в линейный и совместно с дифференцированным сигналом по расходу воздуха используют для формирования регулирующего воз.1ействия . (Л с СП со 4 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 543 А зе) F 23 N 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3313027/24-06 (22) 06.07.81 (46) 15.08.83. Бюл. № 30

:В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) Ю. С. Тверской и А. А. Ивантотов (71) Ивановский ордена «Знак Почета» энергетический институт им. В.И. Ленина (53) 621.182.261 (088.8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР № 383968, кл. F 23 N 5/00, 1973.

2. Миронов В. Д. О автоматизации процесса горения. — «Теплоэнергетика». 1958, № 9, с. 8, рис. 7а.

3. Авторское свидетельство СССР № 347521, кл. F 23 N 3/00, 1970. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАСХОДА ВОЗДУХА в топку котла путем измерения сигналов по расходу воздуха, содержанию кислорода и химического недожога и формирования регулирующего воздействия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, сигнал по расходу воздуха дифференцируют, сигнал химического недожога инвертируют и суммируют с сигналом содержания кислорода, суммарный сигнал преобразуют в линейный и совместно с дифференцированным сигналом по расходу воздуха используют для формирования регулирующего воздействия.

1035343

Недостаток известного способа состоит в том, что при необходимости поддержания малых избытков воздуха в топке из-за ограничения диапазона регулирования справа (4т-э т) снижается точность поддержания расхода воздуха. Кроме этого, содержание кислорода в уходяших газах слабо зависит от состава топлива, эксплуатационного состояния оборудования: горелочных устройств, топочной камеры и т.п. При необходимости поддержания малых избытков воздуха в топке котла эти факторы становятся определяющими, что также сни50

Изобретение относится к тепловой энергетике, в частности к способам регулирования горения при сжигании топлива в топ- ках газомазутных котлов с предельно малыми избытками воздуха.

Известно, что уменьшение избытка воздуха ав топке котла до предельно малых значений ведет к уменьшению образования окислов азота и серы, к повышению экономичности горения и надежности оборудования. . Известен способ регулирования расхода воздуха в топку котла путем измерения сигнала, характеризующего химнедожог qa, например оптическую плотность дымовых газов, с последующим изменением положения направляющего аппарата дутьевого вентилятора. Сигнал по qa характеризует изменение избытка воздуха сст слева от эконоопт мически оптимального значения

Известно, что величина ат не является постоянной, а зависит от качественного состава топлива, эксплуатационного состояния

ropeëo÷Hüè устройств и топки. Химнедожог при сжигании топлива с малыми избытками воздуха может появиться при разных значениях избытка воздуха в токе и, соответственно, разных значениях содержания свободного кислорода в уходящих газах.

Например, по мере выработки межремонтного ресурса котла статическая характеристика сигнала, характеризующего химнедожог, смещается в сторону больших значений сс, т.е. «дым» появляется уже при больших значениях избытка воздуха и содержания свободного кислорода в уходящих газах (1).

Недостатками такого способа регулирования являются узкий диапазон регулирования, нелинейность и неоднозначность статической характеристики сигнала, сложность — — требуется синтез экстремально-поисковых систем регулирования, а в результате невысокая точность регулирования.

Известен способ регулирования расхода воздуха в топку котла путем измерения сигналов по содержанию кислорода О> в уходяших газах с последуюшим изменением положения направляющего аппарата дутьевого вентилятора (2) .

<0

45 жает точность поддержания расхода воздуха на экономически оптимальном значении.

Известен также способ регулирования расхода воздуха в топку котла путем измерения сигналов по расходу воздуха, содержанию кислорода и химического недожога и формирования регулирующего воздействия (3) .

Недостатком этого способа регулирования является низкая точность поддержания оптимального значения избытка воздуха в топке котла. Синтезированные на базе способа системы регулирования обладают остаточной неравномерностью регулирования расхода воздуха вследствие жесткой обратной связи по расходу (давлению) воздуха.

Цель изобретения — повышение точности регулирования расхода воздуха, экономичности горения при сжигании топлива в топках котлов с предельно малыми избытками воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования расхода воздуха, содержанию кислорода и химического недожога и формирования регулируюшего воздействия, сигнал по расходу воздуха дифференцируют, сигнал хи мичсского недожога инвертируют и суммируют с сигна,и>м содержания кислорода, суммарный сигнал преобразуют в линейный и совместно с дифференцированным сигналом по расходу воздуха используют для формирования регулирующего воздействия.

На фиг. приведена блок-схема, реализующая способ регулирования; на фиг. 2 (а, б, в, г) -- статические характеристики командных сигналов до и после преобразований. а — зависимость содержания кислорода Оа и химического недожога qa и суммы этих сигналов g (0 + qa) при изменении коэффициента избытка воздуха et>, б — зависимость преобразованного сигнала (0 - qa) при изменении а т; в — зависимость выходного сигнала Х функционального преобразователя от вход-. ного сигнала Х, г — зависимость линейного сигнала f (Од qa) при изменении коэффициента избытка воздуха А. .

Регулятор 1 обшего воздуха с исполнительным механизмом 2 направляющего аппарата 3 дутьевого вентилятора соединен с датчиком изменения расхода воздуха 4 через устройство дифференцирования 5, с зад,атчиком б и линейным преобразователем 7, который через сумматор 3 соединен с датчиком 9, измеряющим сигнал по содержанию кислорода в уходяших газах, и с датчиком 10 химического недожога.

Способ регулирования расхода воздуха в топку котла осуществляется следующим образом.

1035343 (г

Фьа2 щц циПИ Заказ 8802 37 Тираж 583 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При изменении избытка воздуха в топке котла изменяется содержание кислорода в уходящих газах. Если при этомьгсс т, то появляется химический недожог, о котором можно судить, например, по оптической плотности дымовых газов или непосредственно по показаниям соответствующего датчика. В результате на выходе сумматора

8 появляется сигнал со знаком плюс при увеличении избытка воздуха и со знаком минуС при уменьшении избытка воздуха от- 1О носительно экономически оптимального значенияс . Статическая характеристика сигнала (фиг. 2б) обладает явно выраженной нелинейностью.

Суммарный сигнал от сумматора 8 преобразуется с помощью функционального преобразователя 7, имеющего, например, характеристику с переменным наклоном (фиг. 2в), в линейный (фиг. 2г). Воспринимая это изменение качества процесса го- 2О рения, регулятор 1, воздействуя на исполнительный механизм 2, изменит положение направляющего аппарата 3 дутьевого вентилятора. При этом введение обратной связи по скорости изменения расхода воздуха устраняет статическую неравномерность регулирования и повышает устойчивость системы в целом. При изменении задания регулятору 1 от задатчика 6 происходит заданное смещение точки пересечения статической характеристики на новый режим (новое значениес(). Изменение качества топлива или других режимных характеристик ведет к самопроизвольному смещению статической характеристики командного сигнала. Причем новое положение нулевой точки определяет, новое. значение сс, Появляющийся при. этом сигнал разбаланса также компенсируется приростом расхода воздуха (см. стрелки на фиг.2-г).

Таким образом, предлагаемый способ регулирования расхода воздуха в топку котла позволяет расширить диапазон регулирования, повысить точность регулирования предельно малых избытков воздуха за счет получения линейной статической характеристики командного сигнала, устранения статической неравномерности регулятора и повышения его устойчивости. Это ведет к повышению экономичности горения, повышению КПД котла, экономии топлива. Кроме этого, уменьшается скорость коррозии хвостовых поверхностей и прежде всего коррозийный износ набивки регенеративных воздухоподогревателей, что ведет к увеличению срока их службы.