Способ автоматического регулирования процесса горения

 

СПОСОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ путем измерения температуры в топочной ,расходов топлива и воздуха и изменения ( расхода воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, определяют произведение температуры в топочной камере и соотношение расходов топлива и воздуха , сравнивают его с заданным значением и расход воздуха изменяют по результату сравнения. (Л СП СО со ел сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1059355 А

3(59 F 23 N 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО 4ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455828/24-06 (22) 23,06.82 (46) 07.12.83. Бюл. М 45 (72) A.Ñ. Меняйленко, В.A. Ульшин, Н.С. Сердюк, В-.И. Бардамид и П.Я. Матвиенко (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института "Гипроуглеавтоматизация, (53) 621.182.261(088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 559071, кл. F 23 N 1/02, 1977, 2. Авторское свидетельство СССР

М 188485, кл. F 23 1Ч 1/02, 1965 ° (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ путем измерения температуры в топочной камере, расходов топлива и воздуха и изме-нения расхода воздуха, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, определяют произведение температуры в топочной камере и соотношение расходов топлива и воздуха, сравнивают его с заданным значением и расход воздуха изменяют по результату сравнения.

10593Д

Изобретение относится к управлей1йо процессом горения в топочных камерах, например в топках сушильных установок.

Известен способ автомотического регулирования процесса горения путем поддержания оптимального коэффициента избытка воздуха в зависимости от пульсаций сигнала, характеризующего нейолноту сгорания топлива,: оцениваемую по эффективной амплитуде, причем в качестве укаэанных сигналов используют величину пульсаций окислительноюо потенциала продуктов сгорания, измеренную при помощи высокотемпературной гальвани- 15 ческой ячейки с твердым электролитом f13.

Однако такой способ не позволяет поддерживать оптимальный избы-. ток воздуха при сжигании угольной 2О пыли, так как при этом происходит плавление золы, содержащейся в ней, которая приводит к шлакованию высокотемпературной гальванической ячейки с твердьм электролитом, ко- 75 торая должна помещаться в поток продуктов сгорания. Это нарушает работу системы управления процессом горения и, следовательно, сни" жает качество управления процессом горения.

Наиболее близкимгк изобретению является способ автоматического регулирования процесса горения путем измерения температуры в топочной камере, расходов тбплива и воздуха и изменения ра схода воздуха (2 ).

Недостатком известного способа является низкая точность регулирования процесса. горения в топочных камерах, сжигающих в качестве топ- 4О лива угольную пыль, обусловленная недостаточностью учета факторов химического и механического недожога. целью изобретения является повыше-45 ние точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического регулирования процесса горения путем измерения температуры в топочной 5р камере, расходов тоялива и воздуха и изменения расхода воздуха определяют произведение температуры в топочной камере и соотношение расходов топлива и воздуха, сравнивают

era с заданным значением и расход воздуха изменяют по результату сравнения.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления процесса горения. 40

В топочную камеру l, по топливопроводу 2 подается топливо (угольная пыль), а по воздухопроводу 3 - воздух, для обеспечения процесса горения. Расход топлива измеряется дат 65 чиком 4 расхода топлива и устанавли вается регулирующим органом 5 pacxo"" да топлива. Расход воздуха измеряется датчиком 6 расхода воздуха и устанавливается регулирующим органом

7..расхода воздуха. На первый вход регулятора 8 расхода топлива подкгючен задатчик 9 расхода топлива, а на второй вход — выход датчика 4 расхода топлива. Выход регулятора 8 расхода топлива подключен к регулирующему органу 5 расхода топлива. Выход эадатчика 9 расхода топлива подключен к входам усилителей 10 и 11. Выход усилителя 10 подключен через сумматор

12 на вход регулятора 13 расхода воздуха. Выход регулятора 13 расхода воздуха соединен с регулирукщим органом 7 расхода воздуха. Выход усилителя l 1 подключен на первый вход блока 14 деления, на второй вход которого включен выход датчика 6 расхода воздуха. Выход блока 14 деления соединен с входом блока 1 5 умножения, на второй вход которого включен выход датчика 16 температуры в топочной камере. Выход блока

15 умножения через последовательно включенные звено 17 сравнения и.корректирующий регулятор 18 соединен с вторым входом сумматора 12. Выход эадатчика 19 критерия качества горения соединен с вторьм входом звена

17 сравнения.

Способ ос„ществляют следующим образом. !

При анализе условий образования окиси углерода при горении пылеугольного факела с целью оптимизации процесса аналитически получено и экс периментально проверено следующее уравнение, связывакщее параметры процесса горения угольных частиц

c„=оьс, (<- (1-al), где С„- начальная концентрация кислорода 1

ТО,Т - начальная и текущая температуры факела, соответствен но;

Q — - относительный недожог топлива.

ot. — коэффициент избытка воздуха;

С вЂ” концентрация окиси углеросо да по длине факела;, ЮЬ вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от фиэикохимических особенностей топлива.

Полученная зависимость может быть использована для автоматического управления процессом горения, однако при этом также требуется измерение окиси .углерода в дымовых газах, чем снижается качество управления процессом, горения.

Если положить вместо С . его заданное значение, соответствующее

1059355 минимуму потерь от химической и механической неполноты сгорания топлива, получим следующее выражение ! с„,=оьс„- - (ь- — (s-а)).

Величина (1-Q) = Q - является механической неполнотой сгорания и изменяется в пределах

1 са (1 Я ) = 6 4 О, Преобразовав уравнение, окончательно получим рьс т

@LE = = coAst 2 соз

Таким образом, если значение Т процесса горения будет равно

06 С Т

- --ь-ь- = сьььЬ

СОЪ потери топлива с химическим и механическим недожогом будут минималь.ны.

Расход топлива стабилизируется регулятором 8 расхода топлива, который воздействует на регулирующий орган 5, изменяя расход топлива в зависимости от сигнала рассогласования между сигналом задатчика 9 и сигналом от датчика 4 расхода топлива таким образом, чтобы величина расхода топлива соответствовала заданной. Сигнал .с задатчика 9 усиливается усилителем 10 и подается через сумматор 12 на регулятор 13 расхода воздуха, который устанавливает начальный расход воздуха, воздействуя на регулирующий орган 7..Коэффициент усиления усилителя 10 выбирается иэ условия необходимого начального расхода воздуха, поступающего на горение. Сигнал с задатчика 9 также усиливается усилителем 11 и подается на вход блока 14 деления, Коэффициент усиления усилителя 11 выбира-5 тся из условия теоретически необ одимого расхода воздуха, требуемого

Состав йтель

Редактор Н.Джуган Техред И.Ky

И. Аксенов зыка Корректор О.Билак з

Заказ 9804/42 Тираж 583 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, r.Óàãâðîg, ул.Проектная,4

Приняв, что текущая температура ио длине факела Т измеряется в точке, для которой выполняется следующее условие aL- 0 = 1 (иэ этого условия определяется место установки датчика 16 температуры в топочной камере

1), получим следующее уравнение, связывающее основные показатели процесса горения

t0

)пля сжигания заданного расхода топ лива. На второй вход блока 14 деления подается сигнал от датчика 6 расхода воздуха.

Таким образом, иа блоке деления определяется отношение реального расхода воздуха к теоретически необходимому расходу воздуха, т.е., сигнал на выходе блока 14 деления равен коэффиенту избытка воздуха, поступающего на горение.

Сигнал с выхода блока деления (равный коэффициенту избытка воздуха о4) умножается на блок 15 умножения на сигнал от датчика 16 температуры в топочной камере. На выходе блока умножения образуется сигнал, равный произведению коэффициента.-1избытка воздуха на температуру горения Т, т.е. его величина равна dT. Этот сигнал используется в качест-. ве критерия процесса горения, по которому осуществляется стабилизация процесса горения топлива, для чего этот сигнал сравнивается с сигналом задатчика 19 критерия качества горения на звене 17 сравнения и в зависимости от разности сигнала корректирующий регулятор 18 увеличивает или уменьшает расход воздуха, подаваемого на горение, суммируя свой < сигнал с сигналом от усилителя 10 на сумматоре 12.

Если величина ALT больше заданной, расход воздуха снижается, а при уменьшении <Т ниже заданной величины — расход воздуха увеличивается.

Величина КТ однозначно характеризует процесс горения. Выбор эадания качества процесса горения (заданного значения произведения а1Т) производится из условия минимума потерь топлива с химическим и механическим недожогами топлива, при этом не требуется измерения непосредственно этих величин (химического и.механического недожогов).

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа автоматического регулирования процесса горе" ния является более высокое качество управления процессом„:горения пылевидного топлива за счет того, что оптимальный расход воздуха стабилизируется в зависимости от параметра качества процесса горения, который непосредственно связан с йроцессом горения и однозначно характеризует этот процесс.