Система автоматического регулирования подачи топлива и воздуха

 

Изобретение позволяет повысить точность рег улирования тепловой нагрузки котла, оснащен юго горелками для одновременного сжигания пылесмеси и газа. Система содержит регулятор 1расхода сырого топлива, механизмы 2бесступенчатого регулирования оборотов питателей 3, датчики 4 загрузки мельницы, дифференциаторы 5, датчики 6 и регуляторы 7 расхода .первичного воздуха, исполнительные механизмы 8 регулирующих органов 9 подачи первичного воздуха, регулятор 10 расхода газа, исполнительный механизм II регулирующего органа -12 подачи газа, датчики IJ расхода на группы горелок, сумм рукнднй блок 14, регулятор 15 тепловой нагрузки котла с .:;aтчикo 16 j блок 7 задания, блок 18 переключения, задатчик 19 ручного управления, регулятор 20 и датчик 23 общего воздуха5 24, .регулятор 25 экономичности горения, датчики 26, 27 качества горения и нагрузки хотла., блок 28 переключения, задатчик 7Q ру.чнок коррекции, регу .пяторь 30 и датчики 33 расхода вторичного воздуха, ТцЁпочки 34 кз суп- MHpyioiuero блока 35 .нормально разомкнутого контакта 36 промежуточного реле, обмотка 37 которого запнтана через нормально разомкнутый контакт 38 концевого выклю чателя исполнительного механизма S, интегратора 39, нелинейного блока 40 и cy iмaтopa 41. Система позвол.яет перераспределить расхо.ды первичного и вторичного воздуха , что приводитк восстановлению диапазона регул:1рсвания по первичному воздуху5, увеличению резервной про- .изводителькост -: пылесистекъ и восстановлению тепловой нагрузки кот.па. 4 3.п. ф-лы. 1 ил (6 00 СП t3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (512 4 23 N 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3908245/24-06 (22) 05.06.85 (46) 15.12.87, Вюл. N"- 46 (71) Ивановский энергетический ин— ститут им. H.È.Ëåíèíà (72) И.С.Тверской (53) 6?1.18?.,?6(088,8) (56) Авторское свидетельство СГСР

N - 794299, кл. !" 23 !! 1/02, 1981 ° (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НО)1АЧИ ТОПЛИВА И ВОЗДУХА (57) Изобретение позволяет повысить точность регулирования тепловой нагрузки котла, оснащеннога горелками для одновременного сжигания пылесмеси и газа. Система содержит регулятор

1 расхода сырога топлива, механизмы

2 бесступенчатага регулирования оборотов питателей 3, датчики 4 загрузки мельницы, диАйеренциаторы 5, датчики 6 и регуляторы 7 расхода первичного воздуха, исполнительные механизмы 8 регулирующих органов 9 подачи первичного воздуха, регулятор 10 расхода газа, исполнительный механизм

11 регулирующего органа 12 подачи газа, датчики 13 р 1.схода ra=-а на группы горелок, суммирующий блок 14, регулятор 15 тепловой нагрузки котла с датчиками 16, блок 7 задания, блок 18 переключения, задатчик 19 ручного управления, регулятор 20 и датчик 23 общего воздуха, у;.матер 24, .регулятор 25 экономичности горения, датчики 26, 27 качества горения и

:-.агрузки котла, блок 28 ереключения, задатчик 29 ручной коррекции. регу;,яторы 30 и датчики 33 расхода втор и ч н о г а Б а 3 д у х а ц е и а « i к. - : 3 4 и 3 с уч i миру",ощего блока 35, нормальна разомкнутога контакта 36 промежуточного реле, обмотка 37 которого запитана через нормальна разомкнутый контакт

38 концевого выключателя исполнительного механизма 8, интегратора 39, нелинейнога блока 40 и сумматора 41, Система позволяет перераспределить расходы первичнага и вторичного воздуха, .что привалит к восстановлению диапазона р егу:.п«ров ания па первичному воздуху, увеличени.о резервной пго.извсдительнасти пылесистем«ы и восстановлению тепловой нагрузки котла.

s.zI. A-Jail, ил.

9574

2 экономичности горения с датчиками 26 и 27 качества горения и нагрузки котла, выходом подключенный посредством

5 блока 28 переключения с размножителем и задатчиком ?9 ручной коррекции к регулятору 20 общего воздуха и:; регуляторам 1 топлива, регуляторы 30 расхода вторичного воздуха в количестве,соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 31 соот, ветствующих регулирующих органов 32 на линии подачи вторичного воздуха в группу горелок, работающих от одной

15 мельницы, датчики ззрасхода вторичного

ro воздуха, подаваемого. на эту же группу горелок, цепочки 34 в количестве, соответствующем числу мельниц, состоящие из последовательно соединенных суммирующего блока 35, нормально разомкнутого контакта 36 промежуточного реле, обмотка 37 которога запитана через нормально разомкнутый контакт 38 концевого выключателя

25 исполнительного механизма 8, интегратора 39 и нелинейного блока 40, и сумматор 41, при этом к входам суммирующего блока 35 подключены выход регулятора 15 посредством блока 18 и соответствующий датчик 6 расхода первичного воздуха, а к вхо,.зм сумматора

41 — датчик 33 расхода вторичного воздуха и датчик 13 расхода газа к группе горелок соответствующей мельницы, выход сумматора 4! подключен к регулятору 30, к другому входу которого подключен выход блока 40 цепочки 34. !

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам автоматического регулирования подачи топлива и воздуха в топку пылегазовых котлов, Цель изобретения — повышение точности регулирования тепловой нагрузки котла, оснащенного горелками для одновременного сжигания пылесмеси и газа, подаваемого от общей магистрали.

На чертеже изображена структурная

1 схема системы автоматического регулирования подачи топлива и воздуха.

Система содержит регуляторы 1 расхода сырого топлива в мельницы в количестве, соответствующем числу мельниц с индивидуальными исполнительными механизмами 2 бесступенчатого регулирования оборотами питателей 3 расхода сырого топлива в мельницы, с датчиками 4 загрузки мельницы, например активной мощности двигателя мельницы, и дифференциаторами 5 с подключенными к ним датчиками 6 расхода первичного воздуха в мельницы, регуляторы 7 расхода первичного воздуха в мельницу в количестве, соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 8 соответствующих регулирующих органов 9 на линиях подачи первичного воздуха в каждую. мельницу, регулятор 10 расхода газа с исполнительным механизмом 11 соответствующего регулирующего органа 12 на общей линии подачи газа к котлу, с датчиками 13 расхода газа на группы горелок, работающих от отдельных мельниц, в количестве, соответствующем числу мельниц, и суммирующий блок

14, к входам которого подключены датчики 13, а ньгход — к регулятору 10, регулятор 15 тепловой нагрузки котла с датчиком 16 тепловой нагрузки (например, сигнал "По теплу") и блоком

17 задания от системы более высокого уровня, выходом подключенный через блок 18 переключения с размножителем и задатчиком 19 ручного управления расходом топливовоздушной смеси к регуляторам 7 первичного воздуха и регулятору 10 расхода газа, регулятор

20 общего воздуха с исполнительным механизмом 21 направляющих аппаратов

22 дутьевого вентилятора, датчиком

23 расхода общего воздуха и сумматором .24, к входам которого подключены датчики 6 первичного воздуха и выход суммирующего блока 14, регулятор 25

Система работает следующим образом.

Регуляторы 1 стабилизируют заданное количество топлива в каждой отдельной мельнице, например, по показателю активной мощности ее двигате45 ля от датчика 4 путем воздействия на подачу сырого топлива посредством механизма 2. При этом регулятор 1 выполнен инвариантным к внешним возмущениям — это обеспечивается сигналом

50 датчика 6 и дифференциатора 5. Регуляторы 7 стабилизируют при этом расход первичного воздуха в каждую отдельную мельницу но сигналу от датчика 6.

Регулятор 10 стабилизирует подачу газа к горелкам котла, расход которого оценивается по сумме расходов газа на группы горелок, работающих от отдельных мельниц, датчиками 13. йГг и 2 Д з !3

Таким образом обеспечивается автоматическая стабилизация расхода первичной топливовоздушной смеси и расхода газа в топку котла.

Регулятор 15 является при этом регулятором следующего уровня, который обеспечивает реализацию автоматического группового управления расходами готового топлива (первичной топливовоздушной смеси и газа) в топку котла, т.е. регулятором тепловыделения.

Регулятор 15 получает сигнал от датчика 16 тепловой нагрузки (например, для барабанного котла сигнал "По теплу ) где D — сигнал от датчика расхода пара;

P — сигнал от датчика давления

3 в барабане котла;

К, К вЂ” коэффициенты пропорциональности и сигнал задания от блока 17 (например, от регулятора мощности). При изменении задания от блока 17 или датчика 16 регулятор 15 изменяет расход первичной топливовоздушной смеси в топку, воздействуя на регуляторы 7, и расход газа, воздействуя на регулятор 10.

При этом динамика подачи готового топлива (первичной топливовоздушной смеси и газа) по обоим каналам регулирования в предлагаемой системе практически безынерционна, так как определяется по существу лишь динамическими особенностями газовоздушного тракта котла. Это обеспечивает совместимость каналов регулирования пылеугольной смеси и газа (воэможность совместной работы регуляторов

1, 7 и 10), высокое быстродействие в поддержании тепловой нагрузки котла, высокую маневренность последнего а следовательно, расширяется диапазон регулирования, причем соотношения пылеугольной смеси и газа могут быть любыми, повышается качество регулирования тепловой нагрузки котла и точность ее стабилизации.

При этом блок 18 переключения с размножителем обеспечивают технологичность наладки и освоения системы регулирования в эксплуатации, так как комплексом регуляторов 1, 7 и 10 можно управлять от эадатчика 19 ручо ного управления (индивидуальные за59574

4 датчики регуляторов, являющиеся их составной частью, на схеме не показаны).

Регулятор 20 стабилизирует рас5 ход общего воздуха по сигналу от датчика 23, воздействуя на исполнительные механизмы 21 направляющих аппаратов 22 дутьевых вентиляторов. Регулятор 20 выполнен по классической схеме топливо-воздух, при этом сигнал по расходу топлива формируется с помощью сумматора 24, получающего сигналы по суммарному расходу газа от датчйков 13 и блока 14 и расходу топливовоздушной смеси (пылесмеси) от датчиков 6 при работающих регуляторах 1 (в данной схеме расход топливовоэдушной смеси прямо пропорционален расходу первичного воздуха в мельницы). Возможность суммирования в сумматоре 24 разнородных сигналов определяется близостью динамики обоих каналов подачи горючего в топку— газа и первичной пылесмеси. При этом степень влияния каналов определяето о ся соотношением 7 /V количества тео. ретически необходимого воздуха для о сжигания 1 кг газа V, и 1 кг твердого

30 топлива 1„, т.е.> например, одинаковые сигналы от блока 14 и датчиков 6 б дут приводить к соответствующему (различному) изменении расхода общего воздуха, требуемого для сгорания того или другого топлива °

Регулятор 25 обеспечивает статическую коррекцию соотношения топливо-воздух в первичной топливовоздушной смеси и расхода общего воздуха

40 путем корректирующего воздействия посредством блока 28 на регуляторы 1 и 20. При этом регуляторы 1 корректируют количество топлива в мельницах (их загрузку и, соответственно, концентрацию топлива в потоке аэросме45 си), а регулятор 20 — расход общего воздуха. Информацию о необходимости коррекции регулятор 25 получает по соотношению сигналов от датчиков 76 и 27, т,е. предусмотрена статическая

5О неравномерность поддержания избытка воздуха при изменении нагрузки котла.

Блок 28 и задатчик ?9 обеспечивают технологичность наладки и освоения в эксплуатации.

55 Регуляторы 30 обеспечивают поддержание. расхода вторичного воздуха на группу горелок, работающих от одной мельницы, путем воздействия исполнительным механизмом 31 на регулирую9574 6 топку котла с пылесистемой прямого вдувания, содержащая регуляторы расхо-. да сырого угля в мельницы, выходами подключенные к HcIIoJIHHTpJIhHblM механизмам питателей сырого угля, а входами — к датчикам загрузки каждой мельницы и через дкЫ еренцкаторы— к датчикам расхода первичного воздуха в мельницы, регуляторы расхода первичного воздуха в мельницы, выходами подключенные к исполнительным механизмам регулирующих органов на линиях подачи первичного воздуха в каждую

15 мельнипу а входами — к датчикам расУ хода первичного воздуха в каждую мель ницу, регулятор тепловой нагрузки котла с датчиком тепловой нагрузки и блоком задания от системы более высокого уровня, выходом подключенный к

20 каждому регулятору первичного воздуха, регулятор общего воздуха, выходом подключенный к ксполнктельным механизмам направляющих аппаратов дутьевого вентилятора, а входом — к датчику расхода общего воздуха к выходу первого сумматора, к входу которого подключены все датчики расхода первичного воздуха в мельницы, регулятор экономичности горения с датчиком качества горения,.регулятоЗ0 ры вторичного воздуха, выходами подключенные к исполнктельным механиз5 135 щие органы 32. Регулятор 30 работает по соотношению сигналов от датчиков

ЗД расхода вторичного воздуха и датчиков 13 расхода газа и датчиков 6 расхода первичного воздуха. Таким образом, регулятор 30 обеспечивает перераспределение суммарного расхода вторичного воздуха по группам горелок работающих от одной мельницы, в соответствии с расходом горючего. При этом уровень влияния датчиков на сумматоре 41 аналогичен указанному для суммирующего блока 24 регулятора 20.

При ограничениях по расходу первичного воздуха на ту или иную мельницу (виход регулирующего органа 9

° на ограничение) замыкается концевой выключатель 38, что приводит к срабатыванию промежуточного реле 37 и замыканию его нормально разомкнутого контакта 36. Б результате сигнал небаланса по расходу топливовоздушной смеси, сформированный сумматором 35, подается посредством замкнутого контакта 36 на интегратор 39, затем с помощью блока 40 инвертируется и пграничивается (при превышении допустимого значения) и подается на регулятор 30, Регулятор 30.прижимает регулирующие органы 32 и обеспечивает подачу вторичного воздуха к данной группе горелок, увеличивая долю первичного воздуха в мельницу, регулирующий орган 9 которой оказался полностьв открытым.

Перераспределение расходов первичного и вторичного воздуха ведет к восстановлению диапазона регулирования по первичному воздуху, увеличению резервной производительности пылескстемы и восстановлению тепловой нагрузки котла. При этом сигнал небаланса от сумматора 35 уменьшается до нуля, и при восстановлении диапазона регулирования к размыканик концевого выключателя 38 реле 37 обесточквается к отключает свокм контактом 36 интегратор 39 от сумматора 35. Накопленный сигнал небаланса запоминается на интеграторе 39 и обеспечивает необходимое для данной мельници перераспре— деленке первичного и вторичного воздуха. формулакзобретения

1. Система автоматического регулирования подачи топлива к воздуха в мам регулирующих органов на линиях подачи вторичного воздуха в группы

З5 горелок, о т л к ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования тепловой нагрузки котла, оснащенного горелками для одновременного сжигания пылесмеси и газа, подаваемого от общей магистрали, она дополнительно снабжена регулирующим органом, установленным на общей магистрали, регулятором расхода газа, выходом подключенным к ис45 полнительному механизму регулирующего органа на общей магистрали, блоком переключения, вторим сумматором и датчккамк расхода газа на группы горелок, работающих от одной мельницы, 5Q выходами подключенными к входам второго сумматора, выход которого соединен с первьм входом регулятора расхода газа, второй вход которого подключен через блок переключения к вы55 ходу Регулятора тегловой нагрузки котла.

2. Система по и. 1, о т л к ч аю щ а. я с я тем, что она снабжена с"ммкрувщими блоками в количестве, 74

Составитель М.Лазутов

Редактор А.Огар Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 6138/39 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и, открытий

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

Производственно-полиграфическое предйриятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 13595 соответствующем числу мельниц, к входам которых подключены датчики расхода первичного воздуха B каждую мельницу, вторичного воздуха и газа к группе горелок, работающих от этой мельницы, а выходы суммирующих блоков подключены к соответствующим регуляторам вторичного возду ха. 10

3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что выход второго сумматора дополнительно подключен к отдельному входу первого сумма- 15 тора.

4, Система по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена датчиком заданной нагрузки котла, подключенным к входу регулятора экономичности горения, выход которого дополнительно подключен к входам реI гуляторов подачи сырого угля и общего воздуха.

5, Система по пп. 1-4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена па числу мельниц цепочками, каждая из которых имеет последовательно соединенные сумматор, промежуточное реле с нормально разомкнутым контактом, интегратор и нелинейный блок, причем исполнительный механизм регулирующего органа расхода первичного воздуха имеет концевой выключатель с нормально разомкнутыми контАктами, через которые обмотка промежуточного реле подключена к электропитанию, к входу сумматора цепочки подключены выход регулятора тепловой нагрузки и датчик расхода первичного воздуха в соответствующую мельницу, а выход нелинейного блока подключен к входу регулятора вторичного воздуха.