Способ управления процессом горения в факельно-слоевой топке

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГОРЕНИЯ В ФАКЕЛЬНО-СЛОЕВОЙ ТОПКЕ путем изменения расхода воздуха и скорости движения колосниковой решетки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, измеряют высоту слоя топлива на решетке, сравнивают ее с заданным значением и по результату сравнения изменяют скорость движения колосниковой решетки, определяют величину химического недожога, сравнивают ее с заданным значением и по разностному сигналу регулируют высоту слоя топлива на решетке, определяют температуру факела и заданное ее значение корректируют по разностному сигналу дополнительно измеренной и заданной величин механического недожога, а расход воздуха корректируют по разностному сигналу измеренной и заданной и скорректированной заданной температур факела, причем заданную температуру факела ограничивают по максимально и минимально допустимым ее значениям . (Л 00 4 сд 4 Nd

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(58 F 23 N 102

i

Р

/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н A8TOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3451041/24-06 (22) 11.06.82 (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) А. С. Меняйленко, В. А. Улыбин, Н. С;. Сердюк, В. И. Бардамид и П. Я. Матвиенко (71) Ворошиловградский филиал Института

«Гипроуглеавтоматизация» (53) 62-543.3 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 251134, кл. F 23 N 1/02, 1968. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГОРЕНИЯ В ФАКЕЛЬНО-СЛОЕВОЙ ТОПКЕ путем изменения расхода воздуха и скорости движения колосниковой решетки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, измеря„„SU„„1084542 А ют высоту слоя топлива на решетке, сравнивают ее с заданным значением и по результату сравнения изменяют скорость движения колосниковой решетки, определяют величину химического недожога, сравнивают ее с заданным значением и по разностному сигналу регулируют высоту слоя топлива на решетке, определяют температуру факела и заданное ее значение корректируют по разностному сигналу дополнительно измеренной и заданной величин механического недожога, а расход воздуха корректируют по разностному сигналу измеренной и заданной и скорректированной заданной температур факела, причем заданную температуру факела ограничивают по максимально и минимально допустимым ее значениям.

1084542

10

1

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к управлению процессами слоевого сжигания твердого топлива.

Известен способ управления процессом горения в факельно-слоевой топке путем изменения расхода воздуха и скорости движения колосниковой решетки (1).

Однако в данном способе не контролируется механический недожог, не учитываются ограничения по температуре процесса горения и таким образом не обеспечивается оптимальное горение топлива в слое, что вызывает его потери.

Цель изобретения — повышение точнос ти регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом горения в факельно-слоевой топке путем изменения расхода воздуха и скорости движения колосниковой решетки дополнительно измеряют высоту слоя топлива на решетке, сравнивают ее с заданным значением и по результату сравнения изменяют скорость движения колосниковой решетки, определяют величину химического недожога, сравнивают ее с заданным значением и по разностному сигналу регулируют высоту слоя топлива на решетке, определяют температуру факела и заданное ее значение корректируют по разностному сигналу дополнительно измеренной и заданной величин механического недожога, а расход воздуха корректируют по разностному сигналу измеренной и заданной и скорректированной заданной температур факела, причем заданную температуру факела ограничивают по максимально и минимально допустимым ее значениям.

На чертеже представлена система, реализующая предлагаемый способ.

Система содержит конвейер 1, бункер 2 топлива, колосниковую решетку 3, шибер 4 воздухопровод 5, топку 6, задатчик 7 расхода топлива, регулятор 8 расхода топлива, датчик 9 высоты слоя топлива, исполнительный механизм 10, . регулирующий орган 11 колосниковой решетки, усилитель

12, звено 13 сравнения, регулятор 14 расхода первичного воздуха, исполнительный механизм 15, регулирующий орган 16, датчик 17 температуры факела, датчик 18 температуры золы, звено 19 сравнения, задатчик 20 температуры золы, корректирующий регулятор 21, сумматор 22, задатчик 23 температуры факела, датчик 24 химического недожога, звено 25 сравнения, задатчик 26 химического недожога, корректирующий регулятор 27, исполнительный механизм 28, блок 29 выделения.минимума, блок 30 выделения максимума, задатчик 31 максимально допустимой температуры факела и задатчик 32 минимально допустимой температуры факела.

Способ осуществляется следующим образом.

Твердое топливо (уголь) с конвейера 1 подается в бункер 2 и самотеком поступает на движущуюся колосниковую решетку 3.

Высота слоя топлива устанавливается шибером 4 и измеряется датчиком 9 высоты слоя топлива.

Для обеспечения процесса горения топлива по воздухопроводу 5 в топку 6 подается первичный воздух.

Контур регулирования скорости движения колосниковой решетки обеспечивает требуемый расход топлива изменением скорости движения колосниковой решетки 3.

Этот расход устанавливается задатчиком 7 расхода топлива.

Сигнал с задатчика 7 расхода топлива подается на вход регулятора 8 расхода топлива, на второй вход которого подается сигнал с датчика 9 высоты слоя топлива.

На основе этих сигналов регулятор 8 расхода топлива устанавливает скорость колосниковой решетки 3, воздействуя через исполнительный механизм 10 на регулирующий ор га н 11 решетки 3.

Контур регулирования температуры

2s факела горения обеспечивает требуемый расход воздуха, подаваемого на горение, в зависимости от заданной температуры факела горения топлива, которая устанавливается задатчиком 23 температуры факела горения.

З0 Сигнал с задатчика 23, пройдя через блоки 29 и 30 выделения минимума и максимума соответственно, подается на вход звена 13 сравнения, где сравнивается с сигналом от датчика 17 температуры горения факела.

С полученным разностным сигналом суммируется сигнал с выхода регулятора 8 расхода топлива, усиленный усилителем 12.

Суммарный сигнал с звена 13 сравнения подается на регулятор 14 расхода первич40 ного воздуха, который, воздействуя через исполнительный механизм 15 на регулирующий орган 16, изменяет расход первичного воздуха таМим образом, чтобы поддерживалась заданная температура факела горения топлива в слое.

Коэффициент усиления усилителя 12 определяет начальный расход воздуха, подаваемого на горение, и предварительно выбирается из условия отсутствия механического недожога топлива и уноса его частиц из слоя.

Для полного сжигания топлива в слое необходимо правильно выбрать температуру горения топлива и высоту слоя так, чтобы потери толлива от химического и механического недожогов были минимальными.

Величина химического недожога при слое= вом сжигании топлива зависит в основном от высоты слоя топлива, его крупности

1084542 (которая изменяется в широком диапазоне по мере подачи топлива)., При выборе низкой температуры горения факела топлива в слое снижается скорость воспламенения слоя топлива и горючие частицы угля, находящиеся в слое, могут не успеть сгореть за время движения решетки от момента воспламенения до схода с решетки в отвал, а это требует увеличения температуры горения факела слоя топлива, чтобы устранить механический недожог 10 топлива.

Кроме того, при высокой температуре горения в слое (для топлива с низкой температурой плавления зольных частиц) может плавиться зола, что приводит к шлакованию колосниковой решетки 3, а это .15 нарушает равномерный подвод воздуха через решетку к слою топлива и ведет к образованию кратеров на поверхности горения слоя. При этом нарушается процесс горения, что приводит к потерям топлива с механическим недожогом.

Устранение химического недожога осуществляется изменением высоты слоя топлива на колосниковой решетке 3 шибером 4.

Для этого сигнал датчика 24 химического недожога сравнивается с сигналом задат- 25 чика 26 химического недожога на звене

25 сравнения.

Разностный сигнал с выхода звена 25 сравнения подается на корректирующий регулятор 27, который через исполнительный механизм 28 воздействует на шибер 4, изменяя высоту слоя топлива на решетке

3 таким образом, что при увеличении химического недожога высота слоя топлива уменьшается, а при снижении химического недожога меньше заданного значения высота слоя топлива увеличивается.

Устранение механического недожога в предлагаемом способе осуществляется контуром стабилизации механического недожога, величина которого контролируется датчиком 18 температуры золы. 40

Датчик 18 измеряет температуру слоя топлива в конце решетки и если угольные частицы в слое полностью сгорели, то температура слоя будет меньше, чем температура слоя в зоне горения.

Если же угольные частицы слоя топлива к концу решетки не сгорели полностью, то температура слоя будет близка к темпера-: туре слоя в зоне горения. Это указывает на то, что температура горения недостаточ на для быстрого воспламенения угольных частиц слоя топлива по длине и обеспечения оптимальных условий его горения, а это вызывает необходимость увеличения скорости горения.

Для стабилизации механического недо-" жога сравнивают сигнал от датчика 18 с сигналом от задатчика 20 температуры золы на звене 19 сравнения.

Разностный сигнал с выхода звена 19 сравнения подается на корректирующий регулятор 21, сигнал которого суммнруется с сигналом от задатчика 23 температуры факела на сумматоре 22. Это приводит в зависимости от знака сигнала рассогласования к увеличению, или уменьшению сигнала задатчика 23.

Выходной сигнал сумматора 22, пройдя через блоки 29 и 30 выделения минимума и максимума и звено 13 сравнения, подается на регулятор 14 расхода первичного воздуха, который изменяет расход воздуха, подаваемого по воздухопроводу 5 в топку 6, таким образом, чтобы температура соответствовала сигналу с выхода сумматора 22.

Однако при этом суммарный сигнал с выхода сумматора 22 (соответствующий заданной температуре факела горения топлива в слое) может оказаться больше сигнала от задатчика 3! максимально допустимой температуры факела, который выбирается из условия максимально допустимой температуры горения, при которой отсутствует плавление шлака.

Для предотвращения температуры факела выше этого ограничения сигнал с выхода сумматора 22 сравнивают на блоке выделения минимума с сигналом от задатчика 31 максимально допустимой температуры и если сигнал с сумматора 22 окажется больше, чем сигнал с задатчи.<а,31, то на звено 13 сравнения пройдет сигнал задатчика 31 и температура факела горения топлива будет поддерживаться на уровне задатчика 31, т. е. это не позволит перейти предел температуры плавления шлаков, чем предотвращается нарушение процесса горения слоя топлива на решетке, так как она не будет зашлаковываться расплавленным шлаком.

Прн снижении температуры горения слоя топлива контура стабилизации механического недожога может оказаться, что скорость воспламенения топлива по длине слоя ниже скорости решетки, что может привести к прекращению процесса горения.

Чтобы этого не произошло, сигнал с сумматора 22 сравнивают с сигналом задатчика 32 минимально допустимой, температуры на блоке 30 выделения максимума.

Величина сигнала задатчика 32 выбирается из условия устойчивого воспламенения слоя топлива по длине решетки в рабочем диапазоне ее скорости движения.

Если сигнал с выхода сумматора 22 окажется меньше сигнала от задатчика 32, то на выходе блока 30 выделения максимума окажется сигнал задатчика 32 и температура горения слоя будет стабилизироваться на уровне минимально допустимой, что предотврашает нарушение процесса горени я.

1084542

Составитель Н. Халчева

Редактор Ю. Ковач Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 1964/31 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4Р

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

При этом величина механического недв жога может быть выше заданного значения, однако нарушения процесса горения не произойдет. Все это позволяет увеличить точность регулирования процесса горения в факельно-слоевой топке.