Устройство для регулирования температуры ваграночного дутья

 

Изобретение относится к управлению теплообменными аппаратами, а именно к регулированию температуры ваграночного дутья (ТВД) в рекуператорах с топочной камерой для сжигания колошникового газа (КГ) и дополнительного топлива. Цель - обеспечение регулирование ТВД при форсированных режимах работы вагранки. Для этого устройство снабжено дополнительным регулятором и исполнительным механизмом с датчиком положения выходного вала, связанным с регулирующим органом в отводном трубопроводе КГ. Регулятор формирует команду на открытие регулирующего органа в обводном трубопроводе КГ при исчерпании ресурса регулирования ТВД посредством изменения расхода природного газа в топку рекуператора. Все это обеспечивает эффективную работу устройства при форсированных режимах работы вагранки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„;SU„„1615517 (51)5 F 27 В I/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1406437 (21) 4612632/27-02 (22) 05.12.88 (46) 23.12 90. Бюл. № 47 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В. А. Дикий, А. И. Тышко и В. Н. Иванов (53) 660.! 89.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № !406437, кл. F 27 В 1/26, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ. ВАГРАНОЧНОГО

ДУТЬЯ (57) Изобретение относится к управлению теплообменными аппаратами, а именно к регулированию температуры ваграночного

Изобретение относится к управлению теплообменными аппаратами, а именно к регулированию температуры ваграночного дутья в рекуператорах с топочной камерой для сжигания ваграночного газа и дополнительного топлива, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № !406437.

Целью изобретения является обеспечение регулирования температуры дутья при форсированных режимах работы вагранки.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательчо соединенные датчик 1 температуры ваграночного дутья и первый (аналоговый) регулятор 2, выход которого подключен к первому входу второго регулятора 3. Выход последнего через первый исполнительный механизм 4 с датчиком 5 положения связан с регулирующим органом 6 на трубопроводе дополнительного топлива. Выход датчика 5

2 дутья (ТВД) ь рекуператорах с топочной камерой для сжигания колошникового газа (КГ) и дополнительного топлива. Цель обеспечение регулирования ТВД при форсированных режимах работы вагранки. Для этого устройство снабжено дополнительным регулятором и исполнительным механизмом с датчиком положения выходного вала, связанным с регулирующим органом в отводном трубопроводе КГ. Регулятор формирует команду на открытие регулирующего органа в отводном трубопроводе КГ при исчерпании ресурса регулирования ТВД посредством изменения расхода природного газа в топку рекунератора. Все это обеспечивает эффективную работу устройства при форсированных режимах работы вагранки.

1 ил. положения этого исполнительного механизма соединен с вторым входом второго регулятора 3. На первый вход сумматора 7 под- р ключен выход датчика 8 расхода горячего воздуха, удаляемого в атмосферу. Выход сумматора 7 соединен с вторым входом перво:-о регулятора 2 и с входом третьего perv- (",,Л лятора 9, выход которого связан с вторым исполнительным механизмом О, сочлененным с регулирующим органом 11 в отводящем патрубке, соединяющем ма: . стра ib горячего дутья с атмосферой. На второй вход сумматора 7 подключен выход четвертого (аналогового) регулятора 12, вход которого соединен с выходом датчика 13 тем-,ф пературы труб рекуператора. Третий вход сумматора 7 соединен с выходом дифферен- М циатора 14, на вход которого подсоединен выход датчика 15 расхода ва гра ночного дутья.

Устройство также содержит пятый регулятор 16, первый вход которого соединен

1615517

15

25

ЗО

40

50 с выходом первого регулятора 2, а выход соединен с третьим исполнительным механизмом 17, снабженным датчиком 18 положения выходного вала и связанным с регулирующим органом 19 в обводном трубопрово 1е ваграночного газа. На второй вход регулятора 6 подсоединен выход датчика 18 положения выходного вала исполнительного механизма 17.

Устройство реализуется с помощью стандартной серийной аппаратуры. Управляющие и преобразующие функции могут осуществляться с помощью соответствующих блоков систем АКЭСР, КАСКАД или средств микропроцессорной техники, например регулирующего контроллера РЕМИКОНТ либо программируемого регулятора ПРОТАР.

В качестве аналоговых регуляторов 2 и 12 могут использоваться, например, регуляторы РБА, Р12 и т. и. или алгоблоки

РЕМИКОНТа с РАС- или РАД-законом регулирования. Регуляторы 3, 9, 16 могут быть реализованы с помощью HMIIóëüñíûõ регуляторов РБИ или алгоблоком РЕМИКОНТа с РИС-законом регулирования. Дифференциатор 14 может быть реализован с помощью блока динамических преобразований БДП системы АКЭСР либо с помощью соответствующего алгоблока РЕМИ КОНТа с помещенным в него алгоритмом динамических преобразований ДИФ. В качестве сумматора 7 может быть использован входной сумматор регулятора РБИ. Стандартные датчики положения с токовым выходом

0 — 5 мА типа БСПТ установлены в соответствующих исполнительных механизмах.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства при возникновении характерного возмущения температуры дутья — скачкообразного изменения расхода ваграночного дутья.

В установившемся режиме температура ваграночного дутья равна заданному значению. Возьмем случай, когда сжигается номинальное количество колошникового газа с низким или средним значением теплоты сгорания. При этом трубы рекуператора интенсивно охлаждаются воздухом и температура труб не превышает предельного значения. В связи с этим выходная величина регулятора 12 уменьшается до нуля, а это значит, что регулирующий орган 11 в отводящем патрубке закрыт. Регулирующий орган в трубопроводе дополнительного топлива занимает промежуточное положение. Регулирующий орган 19 полностью закрыт.

В момент скачкообразного уменьшения расхода дутья на выходе дифференциатора 14 появляется сигнал, поступающий на третий вход сумматора 7. Выходной сигнал сумматора 7 поступает на вход регулятора 9, который в соответствии с начальной величиной этого сигнала и выбранным, напри <ер, ПИ-законом регулирования открывает регулирующий орган 11 в отводящем патрубке.

Постоянная времени экспоненты, по которой дифференциатор 14 через сумматор 7 уменьшает в последующем задание регулятору 9, составляет 10 — 12 мин. По мере уменьшения расхода воздуха, удаляемого в атмосферу, температура дутья начинает увеличиваться и на входе регулятора 2 возникает сигнал рассогласования. Выходной аналоговый сигнал регулятора 2 поступает как задание на вход пропорционального регулятора 3, который с помощью исполнительного механизма перемещает топливную регулирующую заслонку в сторону уменьшения сигнала рассогласования.

В процессе регулирования температуры дутья расход дополнительного топлива плавно уменьшается до установившегося состояния. B установившемся состоянии регулирующий орган 1 горячего воздуха, удаляемого в атмосферу, полностью закрывается.

При увеличении расхода дутья, когда в предшествующем этому состоянии регулирующий орган 1 полностью закрыт, на выходе сумматора 7 возникает сигнал, уменьшающийся во времени по экспоненциальному закону. Этот сигнал поступает на вход регулятора 2 температуры дутья. Если параметры дифференциатора выбрать в соответствии с уставками регулятора и отношением коэффициентов передачи обьекта при изменении расхода дутья и дополнительного топлива, то выполняются условия инвариантности температуры дутья от увеличения расхода дутья. Расход дополнительного топлива при этом изменяется скачком.

Аналогичным образом устройство функционирует, когда в установившемся режиме с малым расходом дутья имеет место выброс горячего воздуха в атмосферу, вызванный превышением температурой труб рекуператора заданного предельного значения.

При этом на входе регулятора 12 возникает сигнал рассогласования, в результате чего появляется аналоговый сигнал и на его выходе, который поступает на входы усилителя 7 и регулятора 9. Последний с помощью исполнительного механизма 10 начинает перемещать регулирующий орган 1! в сторону открытия. Количество воздуха, проходящего через рекуператор, увеличивается, вызывая тем самым снижение температуры труб рекуператора. Регулятор 9 увеличивает расход воздуха до тех пор, пока не исчезнет сигнал рассогласования на входе аналогового регулятора 12.

В процессе работы регулятора 9 может возникнуть отклонение температуры дутья от заданного значения, что сопровождается появлением сигнала рассогласования на входе а налогового регулятора 2. Изменение выходного сигнала регулятора 2 приводит к возникновению сигнала рассогласования на входе пропорционального регулятора 3.

161551?

Последний с помощью исполнительного механизма 4 -изменяет положение регулирующего органа в сторону уменьшения сигнала рассогласования на входе регулятора 2.

Таким образом, поддерживается заданная температура дутья и одновременно огранкчивается температура труб рекуператсра.

Рассмотрим случай форсированной работы вагранки, когда расход дутья равен номинальному значению или выше его. В этом случае при повышении содержания СО в колошниковом газе до 20% к при его полном дожигакии в топке рекуператора интенсивность теплообмена настолько возрастает, что для поддержания постоянной температур» . дутья необхсдкмость подачи дополнительн;ro топлива отпадает, т. е. ггри функционировании устройства регулятор 2 полностью закрывает топлквный регулирующий орган о.

Регулирование температуры дутья автоматически начинает осуществляться путем перемегценкя регулирующего органа в oGводном трубопроводе ваграночного газа.

Отвод части колошникового газа мимо труб теплообмеяннка приводят к снижению температуры дымовых газов и коэффкциента теплопередачи рекуператора, в результате чего темпергтура дутья понижается. Регулятор 16 перемеiUàåò регулирующий орган

19 до тех пор, по;а температура дутья не станет рав-:îé забранному значению. Прк снижении содерхканкя CG в колошниковом газе или при уменьшении его расхода происходят обратные действкя. Регу.:ятор 16 a чинает закрывать регулирующий оо-а 19.

При достижения полного закрытия регул-!руюгцего органа 19 автомати ески включается в работу регулятор 3 к чачкнает открывать регулирующий орган 6, поддерживая на неизменном уровне температуру ваграночного дутья.

Лвтоматиче кое переключение регуля"о ров 3 и 16 при:раничяых положениях регулирующкх органов 6 и 19 осуществляется следуюшим образом. Допустим, выходная величина аналогового регулятора 2 изменяется в пределах — 100% †0 †(такой диапазон изменений выходной величины, например, имеет место у аналоговых регуляторов РЕМИКСНТа). Тогда при настройке диапазона изменения выходного сигнала гтчика 5 положения от 0 до — 100%, а диапазона изменения выходного сигнала датчика 18 положения от 0 до 100% с помощью пропорциональных регуляторов 3 и 16 осугцествляются необходимые перемещения регулкруюших орг=.íîâ 6 и 19. При этом один из регулирующих органов находится в полностью закрытом положении, а другой занимает промежуточное положение.

Еслк выходной сигнал гналогового регулятора изменяется в диапазоне 0- -100%, то для преобразования его в двухполярный сигягл — 50О О--0- — 50% используется onop îå напряженке — 50%. Источнкки спорного напряжения обычно имеются во всех совре;еяяых регулято".àõ., например, в регулируюи;их блоках РВИ, которые могут прчменяться в ус-.ройстве (гегуляторы 3 и 16). При масштабирования выходных кгналов датчиков 5 и 18 соответственно 0 — (— 50) % и

0 — 50% достигае гся необходи м ая ло гическая последовательность перемещений регулкр,:кщкх органов 6 и i9.

Вь,".îêîå качество регулирования температур.,-." дутья с гомогцью устройства в широко.": диапазоне производительности ваг".ан .:; приводит к улучшению технико-экономических показателей ваграночяого прокзво ства — снижению расхода дополнительного топлива и удельного расхода кокса, увеличению срока слу.кбы ккрпичнок::ладки и тру= рекупергторг, Форк ла изобретения

Устройство для регулирования температуры ваграночного дутья по авт. св.

М 1406437, отличи.ощеееч тем, что, с целью обеспечения ре-улированкя температуры дутья при форсированных режимах работы вагранки, оно снабжено пятым регулятором, третьим исполн;-тельным мехгнкзмом с датчиком положения выходно"0 вала и регулирующим органом в обводном трубопроводе колошнккового газа, причем первый вход пятого регулятора соединен с выходом первого регулятора, второй вход соединен с датчиком положения выходного вала третьего исполнительного механизма, а его выход— с входом этого исполнительного механизма, соединенного с регулируюшкм органом в обводном трубопроводе колошникового газа.

1615517

Составитель А. Абросимов

Редактор И. Шмакова Техред А. Кравчук Корректор И. Эрдейи

Заказ 3978 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

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