Система автоматического регулирования подачи воздуха в топку многотопливного парогенератора

 

Изобретение позволяет повысить точность регулирования подачи воздуха при совместном сжигании нескольких видов топлива. Это достигается тем, что система содержит блоки 15 определения расхода воздуха, необходимого для сжигания каждого вида топлива , блоки 6 определения расхода избыточного воздуха и блоки 17 расхода дымовых газов. Все эти блоки через блоки 18, 19 и 20 сзт шрования, блоки 21 и 22 умножения и деления и преобразующее устройство 8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1511 1 F 23 N 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ /

ПРИ Гкнт СССР /,,". г. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4062866/24-06 (22) 25.04. 86 (46) 30.03.89. Бюл. Р 12 (71) Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии Научно-нроиэводственного объединения

"Диепрчерметавтоматика" (72) 1 а Я е Крюков, В.В. Добров 9

А.Д.Сергеев, Л.И.Мисюра, В.А.Дудкина, В.Г.Шакирьянов и В.В.Щап (53) 621.182.26(088.8) (56) Шински Ф. Управление процессами по критерию экономии энергии. — М.

Мир, 1981, с. 72 — 75.

„„SU 1469249 А1 (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ТОПКУ МНОГОТОПЛИВНОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение позволяет повысить точность регулирования подачи воздуха при совместном сжигании нескольких видов топлива. Это достигается тем, что система содержит блоки 15 определения расхода воздуха, необходимого для .сжигания каждогс вида топлива, блоки 16 определения расхода избыточного воздуха и блоки 17 расхода дымовых газов. Все эти блоки через блоки 18 19 и 20 суммирова ния, блоки "I и 22 умножения и деления и преобразующее уcTpQAcTBQ 8

14 связаны с регуляторами (P) 11 и 12 расхода общего воздуха и содержания кислорода в дымовых газах. Сигналы с датчиков 2 расхода всех видов топлива поступают на блоки 15, 16 и 17 после их преобразования в двоичный код в устройство 7. P Il воздействуйт на исполнительный механизм 9

69249 ора до тех ком 3 расным задани положеизмеряемых

Р 13 воэмеханизм первого дутьевого вентиля пор, пока измеренный датч ход воздуха становится рав ному, а при рассогласован ний регулирующих органов, датчиками 5 и 6 положения, действует на исполнительнь

10. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. ьевых вен12 и 13 держания и положе— интегратор асхода сжигания и 16 опрео воздуха, эах для и 17 опрезов, обраого вида и 20 сумия, блок жения инчины проода в возы, равной ин61 при духа в габблока 27 суммиро32 величиизбытка ента издельного ого для ива в стек 33 суможения. бблока 35 блока 37

9 первой мов дымои сжигании хиометри40 второй мов дымовых игании

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, в частности к автоматическому регулированию подачи воздуха в топку многотопливного парогенератора тепловых электростанций заводов черной металлургии, в которой сжигаются совместно несколько видов топлива, отличающихся теплотехническими характеристиками.

Цель изобретения — повьппение точности регулирования подачи воздуха при совместном сжигании нескольких видов топлива.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы автоматического регулирования; на фиг. 2 — структурная схема блока определения расхода воздуха, необходимого для сжигания одного вида топлива; на фиг. 3 структурная схема блока определения расхода избыточного воздуха, содержащего в дымовых газах при сжигании каждого вида топлива; на фиг. 4— структурная схема блока определения расхода дымовых газов, образующихся при сжигании каждого вида топлива; на фиг. 5 — структурная схема блока отображения информации.

Система содержит многотопливный парогенератор 1, датчики 2 расходов всех видов топлива, поступающих в топку парогенератора, датчик 3 расхода общего воздуха, датчик 4 содержания кислорода в дымовых газах, датчики 5 и 6 положения регулирующих органов исполнительных механизмов соответственно первого и второго дутьевых вентиляторов, преобразующее устройство 7 аналоговых сигналов в двоичный код, преобразующее устройство 8 двоичного кода в аналоговый сигнал, исполнительные механизмы 9

J и 10 первого и второго ду тиляторов, регуляторы 11, расхода общего воздуха, с

5 кислорода в дымовых газах ния регулирующих органов, 14, блоки 15 определения воздуха, необходимого для каждого вида топлива, бло деления расхода избыточно содержащегося в дымовых г каждого вида топлива, бло деления расхода дымовых г зующихся при сжигании ка топлива, три блока 18, 19 мирования, блок 21 умноже

22 деления, блок 23 отобр формации, задатчик 24 вел центного содержания кисло духе, задатчик 25 констан единице, задатчик 26 вели соса неорганизованного во зоходы парогенератора.

Блок 15 содержит два с

25 и 28 умножения, субблок 2 вания, задатчики 30, 31 и ны коррекции коэффициента воздуха, величины коэффиц бытка воздуха и величины расхода воздуха, необходи сжигания каждого вида то хиометрических условиях.

Блок 16 содержит суббл мирования и субблок 34 ум

Блок 17 содержит два с и 36 суммирования, два су и 38 умножения, задатчик .составляющей удельных объ вых газов, образующихся п

40 каждого вида топлива в ст ческих условиях, задатчик составляющей удельных объ газов, образующихся при с

1469249

f5 каждого вида топлива в стехиометрических условиях.

Блок 23 содержит преобразующее устройство 41 двоичного кода в. десятичное число, коммутирующее устрой5 ство 42, два информационных табло

43 и 44.

Система работает следующим образом.

Сигналы со всех датчиков 2 расхода топлива поступают соответст венно на входы преобразующего устройства 7 аналоговых сигналов в двоич- . ный код и в виде двоичного кода с соответствующих выходов этого устройства поступают соответственно на первые входы всех блоков 15 определения расхода воздуха, всех блоков

16 определения расхода избыточного воздуха и всех блоков 17 определения расхода дымовых газов. Сигналы с .первых выходов блоков 15, представляющие собой расходы воздуха, необходимого для сжигания каждого вида

„топлива, поступают на входы блока

18 суммирования. Выходной сигнал блока 18 суммирования, представляющий собой расход общего воздуха, поступает на первый вход преобразующего устройства 8 двоичного кода в аналоговый сигнал, выходной аналоговый сигнал которого с первого выхода этого устройства поступает в виде задания на вход регулятора

11 расхода общего воздуха. На другой вход этого регулятора поступает сигнал от датчика 3, контралирующего расход общего воздуха. При отклонении величины этого сигнала от задания регулятор 11 воздействует на

40 исполнительный механизм 9 первого дутьево1о вентилятора, который перемещает свой регулирующий орган, изменяет подачу воздуха в топку парогенератора. При этом изменяется сигнал, поступающий от датчика 5 положения на первый вход регулятора

13 положения. На второй вход этого регулятора поступает сигнал от датчика 6 положения. При рассогласовании входных сигналов регулятор 13 воздействует на исполнительный механизм 10 второго дутьевого вентилятора, который, перемещая свой регулирующий орган, также изменяет подачу воздуха в топку парогенератора, тем самым осуществляется синхронизация работы двух дутьевых вентиля(торов. Изменение подачи общего воздуха будет осуществляться до тех пар, пока расход воздуха, контролируемый датчикам 3, не будет равен заданному.

На вторые входы всех блоков 16 определения расхода избыточного воздуха поступают сигналы соответственно с вторых выходов блоков 15, представляющие собой значения величин коэффициентов избытка воздуха по каждому виду топлива. На третьи входы блоков 16 поступают сигналы соответственно с третьих выходов блоков

15, представляющие собой значения величин удельных расходов воздуха, необходимого для сжигания каждого вида топлива. На четвертые входы блоков 16 поступает сигнал задатчика 25 константы, равной единице. На пятые входы блоков 16 и третьи входы блоков

17 определения расхода дымовых газов поступает сигнал от задатчика 26 величины присоса неорганизованного воздуха. Выходные сигналы блоков 16, представляющие собой расход избыточнога воздуха, содержащегося в дымовых газах при сжигании каждого вида топлива, поступают на входы блока 19 суммирования. Выходной сигнал блока

19 суммирования, представляющий собой рассчитанный расход избыточного воздуха, содержащегося в дымовых газах при сжигании всех видов топлива, поступает на первых вход. блока

21 умножения. На второй вход этого блока поступает сигнал в двоичном коде от задатчика 24 величины процентного содержания кислорода в воздухе, равного 217. Выходной сигнал блока

21 умножения поступает в виде делимого на первый вход блока 22 деления и представляет собой рассчитанный расход избыточного кислорода, содержащегося в дымовых газах, увеличенный в 100 раз. На вторые входы блоков 17 определения расхода дымовых газов поступают соответственно сигналы с вторых входов блоков 15, представляющие собой значения величины коэффициентов избытка воздуха по каждому виду топлива. Выходные сигналы блоков 17, представляющие собой расходы дымовых газов, образующихся при сжигании каждого вида топлива, поступают на соответствующие входы блока 20 суммирования. Выходной сигнал блока 20 суммирования, представляющий собой расход дымовых газов, 6

146924 образующихся при сжигании всех видов топлива, поступает в виде делителя на второй вход блока 22 деления. Выходной сигнал этого блока, представляющий собой процентное содержание кислорода в дымовых газах, поступает на второй вход преобразующего устройства 8 двоичного кода в аналоговый сигнал. Преобразованный сигнал с второго выхода этого устройства в виде задания поступает на второй вход регулятора 12 содержания кислорода в дымовых газах. На первый вход этого регулятора поступает сигнал от датчика 4, контролирующего содержание кислорода в дымовых газах. При

1 отклонении величины этого сигнала от задания 1 егулятор 12 вырабатывает аналоговое регулирующее воздействие, которое поступает на вход преобразую-" щего устройства 7 аналогового сигнала в двоичный код. Преобразованное в двоичный код регулирующее воздействие с выходов преобразующего устройства 7 поступает на вход интегратора 14. Проинтегрированное регулирующее воздействие с выхода интегратора

14 поступает на вход блока 18 суммирования, осуществляя коррекцию задания по расходу общего воздуха регулятору 11 общего воздуха. Регулятор 11 осуществляет, рассмотренным выше образом подачу общего воздуха в топку парогенератора 1 до тех пор, пока содержание кислорода в дымовых газах, 35 контролируемое датчиком 4, не будет равно заданному значению. Кроме того, выходныесаигналы в виде двоичного кода с выходов преобразующего устрой40 ства 7, соответствующие величинам расходов всех видов топлива, поступают соответственно на входы блока 23 отображения информации. На входы этого блока поступают также сигналы с бло45 ка 18 суммирования и блока 22 деления, соответствующие величинам рассчитанных заданий по расходу общего воздуха и содержание кислорода в дымовых газах. Блок 23 отображения ин50 формации дает возможность оператору следить sa работой системы регулирования.

Блоки 15, 16, 17 и 23 работают следующим образом.

На вход блока 15 поступает сигнал . . 55 о величине расхода топлива, подающегося в топку парогенератора. Этот сигнал с входа блока 15 поступает умножения !

28 умножека 27 пос30. Выка постувход субпервый блока посоде от зациента льного расобеспечиигания. атора, эффициентз о вида топиеся усоздухом в яющихся т на перения и на третий вход ал в двоичеличины необходив стехиорый также д блока 15.

8, предздуха, ненного вида

ый выход лока 16 е расхода ку паропервого а первый поступает ента избытля сжигапоступает суммироа 16 постуьного алее постука 34 умблока 16 равной ступает на бблока 33, оступает неорганиэопарогенетупает на

Выходной ования посблока 34

9 е на первый вход субблока 2 и на второй вход субблока ния. На второй вход суббл тупает сигнал от задатчик ходной сигнал этого суббл пает на второй вычитающий блока 29 суммирования. На суммирующий вход этого су тупает сигнал в двоичном датчика 31 величины коэфф избытка воздуха для миним хода топлива, при котором вается устойчивость его с

Выходной сигнал этого су представляющий величину к избытка воздуха для данно лива, учитывающую изменя ловия смешения топлива с процессе горения при изме расходах топлива, поступа вый вход субблока 28 умно второй выход блока 15. На субблока 28 поступает сиг ном коде от задатчика 32 удельного расхода воздуха мого для сжигания топлива метрических условиях, кот поступает и на третий вых

Выходной сигнал бубблока ставляющий собой расход в обходимого для сжигания д топлива, поступает на пер блока 15. На первый вход поступает сигнал о величи топлива, подающегося в то генератора. Этот сигнал с входа блока 16 поступает вход субблока 34 умножени

На второй вход блока 1 сигнал о величине коэффиц ка воздуха, необходимого ния топлива, который дале на первый вход субблока 3 вания. На третий вход бло пает сигнал о величине уд расхода воздуха, который пает на второй вход суббл ножения. На четвертый вхо поступает сигнал констант единице, который далее по второй вычитающий вход с а на пятый вход блока 16 сигнал о величине присос ванного воздуха в газохо ратора, который далее по третий вход субблока 33. сигнал субблока 33 сумми тупает на третий вход су

1469249 умножения. Выходной сигнал субблока

34, представляющий собой расход избыточного воздуха, содержащегося в дымовых газах при сжигании каждого вида, топлива, поступает на выход бло5 ка 16.

На первый вход блока 17 поступает сигнал о величине расхода топлива, подающегося в топку парогенератора, который далее поступает на первый вход субблока 38. На второй вход блока 17 поступает сигнал о величине коэффициента избытка воздуха, необходимого для сжигания топлива, который далее поступает на первый вход субблока 35. На третий вход блока 17 поступает сигнал о величине присоса неорганизованного воздуха н газоходы парогенератора, который далее поступает на второй вход субблока 35. Вьг ходной сигнал субблока 35 поступает на первый вход субблока 37. На второй вход этого субблока поступает сигнал в двоичном коде от задатчика 39.

Выходной сигнал субблока 37 поступает на первый вход субблока 36. На второй вход этого субблока поступает сигнал в двоичном коде от задатчика 40. Выходной сигнал субблока 36, представ. ляющий собой удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании каждого вида топлива с учетом избыточного воздуха и присосами неорганизонан(Мого воздуха в газоходе парогенератора, поступает на второй вход субблока

38 умножения. Выходной сигнал субблока 38, представляющий собой расход дымовых газов, образующихся при сжигании каждого вида топлива, поступает на выход блока 17.

На входы блока 23 поступает в двоичном коде информация о величинах расходов всех видов топлива, подающихся в топку парогенератора. На вход блока 23 также поступает информация о величине задания по расходу общего воздуха. На последний вход блока 23 поступает информация о величине задания по процентному содержанию кислорода в дымовых газах. Сигналы с входов блока 23 поступают на ,соответствующие входы преобразующего устройства 41 и через соответствую å выходы этого устройства поступают на соответствующие входы коммутирующего устройства 42, которое своим первым выходом обеспечивает нылачу поступающей информации на перное информационное табло 43„ а нторьп — на второе информационное табло 44. Это дает возможность оператору следить за работой системы регулирования.

Формула и з обретения

1. Система автоматического регулирования подачи воздуха н топку многотоплинного парогенератора, включающая интегратор, датчики расходов всех видов топлива, поступающих н топку парогенератора, общего воздуха,, содержания кислорода в дымовых газах, датчики положения регулирующих органов исполнительных механизмон первого и нторого.дутьеных вентиляторон, выходы которых соединены с первым и вторым входами регулятора положения регулирующих органов, выход которого соединен с входом второго исполнительного механизма дутьевого вентилятора, регулятор содержания кислорода н дымовых газах, первый вход которого соединен с датчиком содержания кислорода в дымовых газах, регулятор расхода общего воздуха, первый вход которого соединен с выходом датчика расхода общего воздуха, а выход — с входом исполнительного механизма первого дутьеного вентилятора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьпления точности регулирования подачи воздуха при совместном сжигании нескольких видов топлива, она дополнительно содержит блоки определения расхода воздуха, необходимого для сжигания каждого нида ,топлива, блоки определения расхода избыточного воздуха, содержащегося н дымовых газах, для кажцого вида

1 топлива, блоки определения расхода дымовых газов, образующихся при сжигании каждого нида топлива, блок умножения, блок деления, три блока суммирования, дна преобразующих устройства, блок отображения информации, задатчик величины процентного содержания кислорода н воздухе, задатчик величины присоса неорганизонанного воздуха в газоходы парогенератора, задатчик константы, равной единице, причем выходы всех датчиков расходов видов топлива подключены соответственно к входам преобразующего устройства аналоговых сигналон в двоичный

1469249 код, выходы которого подключены соответственно к первым входам блоков определения расхода воздуха, блоков определения расхода избыточного воздуха, блоков определения расхода дымовых газов и к соответствующим входам блока отображения информации, первые выходы всех блоков определения расхода воздуха подключены соответственно к входам первого сумматора, выходы всех. блоков определения расхода избыточного воздуха подключены соответственно к входам второго сумматора, а выходы всех блоков определения расхода дымовых газов — к входам третьего сумматора, вторые выходы блоков определения расхода воздуха подключены соответственно к вторым входам блоков определения расхода избыточного воздуха и к вторым входам блоков определения расхода дымовых газов, третьи выходы блоков определения расхода воздуха подключены соответственно к третьим входам блоков определения расхода избыточного воздуха, к четвертым входам которых подключен выход задатчика константы, выход задатчика величины присоса неорганизованного воздуха соединен с пятыми входами блока определения расхода избыточного воздуха и с третьими входами блока определения расхода дымовых газов, вход преобразующего устройства аналоговых сигналов в двоичный код соединен с выходом регулятора содержания кислорода в дымовых газах, выход преобразующего устройства аналоговых сигналов в двоичный код соединен с интегратором, выход которого подключен к входу первого сумматора, выход которого подключен к входу блока отображения информации и к первому входу преобразующего устройства двоичного кода в аналоговый сигнал, выход второго блока суммирования соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу задатчика величины процентного содержания кислорода в воздухе, а выход блока умножения подключен к первому входу блока деления, выход третьего сумматора подключен к второму входу блока деления, выход которого соединен с входом блока отображения информации и с вторым входом преобразующего устройства двоичного кода в аналоговыи сигнал, первый выход которого подключен к второму вхоо воздуому вхослорода л,ич аопр еделеого вида еличины тка воэдува, задатзбытка схода и котором его сжиельного ого для ва, два к суммиропервого я первым асхода нен с выоррекции ха, а выоду субблоод которого ка величиздуха, а дом блока а и подклюо субблока орого явопределей вход соевеличины и третьим расхода рого являока умно— личаопределездуха, сох,для одноубблок сум- ия, причем ды субблооответстпятым вхохода избытретий вхоетственно бблока умого соедиирования, убблока чного воз ду регулятора расхода обще ха, а второй выход — к вто ду регулятора содержания к в дымовых газах.

2. Система по и. 1, о т ю щ а я с я тем, что блок ния расхода воздуха для од топлива содержит задатчик коррекции коэффициента иэб ха по сжигаемому виду топл чик величины коэффициента воздуха для минимального р сжигаемого вида топлива, п обеспечивается устойчивос гания, задатчик величины расхода воздуха, необходи сжигания данного вида топ субблока умножения, суббл вания, причем первый вход субблока умножения являет входом блока определения воздуха, второй вход соед ходом задатчика величины

2б коэффициента избытка возд ход подключен к второму в ка суммирования, первый в соединен с выходом задатч ны коэффициента избытка в выход является вторым вых определения расхода возду чен к первому входу второ умножения, второй вход ко ляется первым входом блок ния расхода воздуха, трет динен с выходом задатчика удельного расхода воздуха выходом блока определения воздуха, первый выход кот ется выходом второго субб

40 жения.

3. Система по и. 1, о ю щ а я с я тем, что бло ния расхода избыточного в держащегося в дымовых газ

4 го вида топлива содержит мирования, субблок умноже первый, второй, третий вх ка суммирования являются венно вторым, четвертым и

50 дами блока определения ра точного воздуха, первый. и ды которого являются соот первым и вторым входами с ножения, третий вход кото нен с выходом субблока су а выход является выходом определения расхода избит духа

146

4. Системапоп. 1, о тличаю щ а я с я тем, что блок определения расхода дымовых газов, образую-, щихся при сжигании одного вида топлива, содержит задатчик первой составляющей удельного объема дымовых газов,. образующихся при сжигании одного вида топлива в стехиометрических условиях, задатчик второй составляющей удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании одного вида топлива в стехиометрических условиях, два субблока суммирования, два субблока умножения, причем первый ьход первого субблока суммирования является вторым входом блока определения расхода дымовых газов, второй вход первого субблока суммирования — третьим входом блока определения расхода дымовых газов, выход первого субблока суммирования соединен с первым входом первого субблока умножения, второй вход которого соединен с выходом задатчика первой составляющей удельного объема дымовых газов, а выход — с первым входом второго субблока суммирования, 9249 1? второй вход которого соединен с выходом задатчика второй составляющей удельного объема дымовых газов, а выход — с вторым входом второго субблока умножения, первый вход которого является первым входом блока определения расхода дымовых газов, а выход — выходом блока определения расхода дымовых газов.

5. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения удобства работы оператора, блок отображения информации содержит преобразующее устройство двоичного кода в десятичное число, коммутирующее устройство, два информационных табло, причем входы преобразующего устройства двоичного кода в десятичное число являются соответственно входами блока отображения информации, выходы преобразующего устройства подключены соответственно к входам коммутирующего устройства, 25 к первому выходу которого подключен вход первого информационного табло, к второму выходу — вход второго информационного табло.

Фиг. З

1469249

Составитель %.3îñèìoí

Техред М.Дидык Корректор В.

Редактор М.Андрушенко рняк

Заказ 1342/41 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр- ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101