Способ автоматического регулирования температуры перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе

 

„„SU„„1636644

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!.!ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 N 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2i) 4474498/06 .(22) 26 ° 08 ° 88 (46) 23 ° 03 ° 91 Бюп» ¹ 11 (71) Научно-производственное объединение по автоматиз ации горно-рудных металлургических предприятий и энергетических объектов черной мет аплур гии "Днепрч ермет автоматика" (72):Г;Н,Сидорин, В.В.Добров, А Д.Сергеев,.В..А Дудкина, А.Ф.Цимменман, В.H.Шадрин и.А.И.Осипов (53) 621,182 ° 26(088 ° 8) (56) Автоматизация крупных теплот,ых электростанций ° /Под ред. М.П.Шаль àíà. -:M. Энергия, 1974, с ° 110»

111 ° (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕ ГУЛИРОВАНИ11 ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА

В ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ КОТЛЕ УТИ»

ЛИ ЗАТОРЕ (57) Целью изобретения является повышение точно сти р егулир о вани я ° Это достигается тем, что регулирование температуры перегретого пара осуществляется путем изменения расхода охлаждающей воды для последнего по ходу пара пароохладителя по изменению скорости изменения корректирующего параметра — отношения произведения возмущающего воздействия на разность температур дымовых газов на выходе пароперегревателя к расходу пара, и

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при управлении температурой перегре2 изменения расхода охлаждающей воды для предпоследнего пароохладителя по изменению корректирующего параметра, При этом измеряют расход топлива, по ступающего в подтопку котла утилизатора, расход топлива, поступающего в печь, содержание кислорода в дымовых газах, поступающих из печи в ко- тел-утилизатор, и определяют возму,0 щение по соотношению V = В VA „+

О В и Vg,гп

+(Е!- йВ -I). V В +В Ч +- — — — ек к е *пе 21 0

9 где Ч вЂ” возмущающее воздействие,м /ч;

Б - расход топлива, поступающего в подтопку котла™утилизатора, м /ч; о %

VA и„- удельный объем дымовых газов, Я образующихся при сжигании топлива в стехиометрических условиях в котлеутилизатре, м /м ; - коэффициент, 3. избытка воздуха в подтопке котлаутилизатора; ф — величина коррекции о коэф4мциента избытка воздуха; Че„удельный расход воздуха, необходимо» > го для сжигания топлива, поступающего ф в подтопку котла-утилизатора в стехиометрических условиях, м /м; В„» расход топпива, поступающего в печь; р о

Vp n — удельный объем дымовых газов при сжигании топлива в стехиометрических усповиях в печи; 21 - процентное содержание кислорода в воз» духе; О процентное содержание кислорода в дымовых газах печи 1 ил того пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе (ЭТКУ), использун щем тепло дымовых газов нагреватель1636644 ной печи и имеющем многоступенчатый пароперегреватель с пароохладителями, установленными между его ступе ня ми, Пелью изобретения является павы

5 шение точно сти регулиров ания, На чертеже представлена структур ная схема системы регулироваггггя температуры перегретого пара в ЭТКУ, позволяющая реализовать данный способ

Энерготехнологический котел-утилиз атор l использующий тепло дыма» вых газов печи 2, имеет многоступенчатый пароперегреватель 3, пароохладители 4 и 5, барабан 6 °

Система регулирован Ог температуры перегретого пара содержит датчик 7 расхода топлива, поступающего в печь 2, датчик 8 содержания кислорода в дымовых газах, поступающих из печи 2 в котел-утилизатор 1, датчик

9 расхода топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора . 1 ° Первый вход блока 10 умножения соединен с датчикам 7 расхода топлива, поступающего в печь 2, второй вход - с задатчикам 1,1 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, поступающего в печь 2, в стехиометрических условиях, Задатчик

12 коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу, и задатчик

13 удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания топлива, посту35 пающего в подтопку котла-утилиз атора

1, в стехиоме три че ских у сло виях, подключены соответственно к второму и третьему входам блока !4 вычисле40 ния количества избыточного воздуха, подаваемого в подтопку котла-утилиза тора, Датчик 9 расхода топлива, по» ступающего в подтопку котла утилиза» тора, подключен к первому входу бло45 ка 14 к четвертому входу этого блока подключен задатчик 15 величины

Коррекции коэффициента избытка воз» духа, Датчик 9 подключен также к пер» вому входу блока 16 умножения, к вто50 рому его входу подключен задатчик 17 удельного объема дымовых газов, абра» зукщихся при сжигании топлива, посту пающего в подтопку котла-утилизатора

1, в стехиометрических условиях, Вто55 рой, третий и четвертый входы блока

18 суммирования соединены с выходами соответственно блоков 10, 16, 14, пер» вый его вход с выходом блока 19 жг. числения количества воздуха, содержащегося в дымовых газ ах, поступающих нз печи в котел-утилизатор в единицу времени, Первый вход блока 19 соединен с выходом блока 10, второй вход с датчиком 8 содержания кислорода в дыма вых газ ах, поступающих из печи в котел-утилизатор, а третий - с задат» чиком 20 процентного содержания кислорода в воздухе

Система регулирования температуры перегретого пара содержит также датчик 21 температуры дымовых газов на входе в пароперегреватель 3, датчик

22 температуры дымовых газов на выходе пароперегревателя 3, датчик 23 температуры перегретого пара на вхо» де в последнюю ступень пароперегревателя 3, датчик 24 температуры пара на выходе пароперегревателя 3, датчик 25 расхода перегретого пара

Датчик 21 температуры дымовых газов на входе в пароперегреватель 3 под» ключен к первому (суммирующему) входу блока 26 суммирования, датчик 22 тем» пературы дымовых газов на выходе па» роперегревателя 3 подключен к второ« му (вычитающему) входу этого блока, выход которого подключен к первому входу блока 27 умножения, к второму входу которого подключен выход блока

18 ° Датчик 23 температуры перегретого пара на входе в последнюю ступень пароперегревателя 3 подключен к входу блока 28 дифференцирования ° Первый вход блока 29 деления соединен с вы» ходом блока 27, второй вход - с датчиком 25 расхода перегретого пара, а выход - с входом блока 30 дифферен цирования, выход которого подключен к первому входу регулятора Зl в Второй вход регулятора 31 соединен с выходом блока 28 дифференцирования, третий вход - с датчиком 24 температуры перегретого пара на выходе пароперегре вателя 3, Регулятор 31 соединен с ис полнительным механизмом 32 регули» рующего органа 33, Первый вход регу» лятора 34 соединен с выходом блока

29 деления, к второму входу регулято ра 34 подключен датчик 35 расхода конденсата на пароохладитель 5 ° Ре» гулятор 34 соединен с исполнительным механизмом 36 регулирующего органа

37, 1, Способ с помощью системы осу» ществляют следующим образом.

163

6644

5

Сигнал датчика 7 расхода топлива,,,поступающего в печь 2 (Вп), поступает на первый вход блока )О умножения, а сигнал задатчика 11 удель»

1 ного объема дымовых газов, образунт" щихся при сжигании топлива, поступающего в печь 2, в стехиометричесо ких условиях (V> r n ) — на второй его вход, Выходной сигнал блока 10 представляет .собой теоретическое коли» чество дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в печь топлива в единицу времени т о 9

Ч1, =В, Ч4,, м /ч

Этот сигнал поступает на первый вход блока 19 вычисления количества воздуха, содержащегося в дымовых газах, поступающих из печи в ЭТКУ в единицу времини, и на второй вход блока 18 суммирования для вычисления возмущающего воздействия - объема дымовых газов на входе в пароперегреватель На второй вход блока 9 поступает сигнал датчика 8 содержания кислорода в дымовых газах печи (0 „), на третий вход - сигнал задатчика 20 процентного содержания кислорода в воздухе (21, О) ° Блок 19 формирует сигнал количества избыточного воздуха в печи

V „ = О п U п.В„/(-0 „), м /ч поступающий на первый вход блока 18 °

Сигнал датчика 9 расхода топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ (В ), поступает на первый вход блока 16 умножения, на второй его вход поступает сигнал задатчика 17 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ в стехиометрических условиях (Ч,. „) . Выходной сигнал блока 16, поступающий на третий вход блока 18, представляет собой теоретическое количество дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в подтопке ЭТКУ. в единицу времени т О 3

Ч,г.N — В Ч г g, м /ч

Сигнал датчика 9 поступает также на первый вход блока 14 вычисления количества избыточного воздуха, по» даваемого в подтопку ЭТКУ, на второй его вход поступает сигнал задатчика !

2 коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу (Об в 1), на третий вход - сигнал задатчика 13

О удельного расхода воздуха, необходи» мого для сжигания топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ в стехиомет» о

5 рических условиях (Ч х), на четвертый вход - сигнал задатчика 15 величины коррекции коэффициента избытка воздуха, Блок 14 формирует сигнал количестваа избыточно го воздуха, подаваемогоо на горение топпива в подтопку ЭТКУ в единицу времени

ИЗБ о 3

Ч „= (О(— PB — 1)В U м /ч где (3- величина коррекции коэффици15 ента избытка воздуха, Этот сигнал поступает на четвертый вход блока 18 суммирования Блок

18 формирует сигнал объема V дымовых газов на входе в пароперегреватель в единицу времени по соотношению о о

Вк Чдгк+ (С (ЗВ, J) Чр Вк

О 0zп Вп ЧАгп.

+В V ë+ — -" — — — —, n А "" 21-02п

25 где V — возмущающее воздействие,мЗ /ч;

Вк - расход топлива, поступающего в подтопку котла-утипиз ато»

О ра, м /ч;

V — удельный объем дымовых газов, А.г. к образующихся при сжигании топлива в стехиометрических условиях в котле-утилизато» ре, м /м

3 3.

0(- коэффициент избытка воздуха

35 в подтопке котла утилизато» ра; величина коррекции коэффи». циента избытка воздуха; о

40 В.K

V — удельный расход воздуха, не» обходимого для сжигания топ лива, поступающего в подтопку котла-утилизатора в сте» хиометрических условиях, м /м

В расход 70IIJIHBB>.поступающего и

3 в печь, м /ч; о

V — удельный объем дымовых газов, д,г,п образующихся п15и сжигании

50 топлива в стехиометриче ских условиях в печи, м /м ;

21 процентное содержание кисло» рода в воздухе;

0 процентное содержание кисло

211

55 рода в дымовых газах печи, Сигнал датчика 21 температуры ды» мовых газов на входе в пароперегрева тель (t, град) поступает на сумми1 рующий вход блока 26 суммирования, на

1636644 вычитающий его вход поступает сигнал датчика 22 температуры дымовых газов на выходе пароперегревателя (t<, град).

Выходной сигнал (t -t ) блока 26 па2 5 ступает на первый вход блока 27 умножения, на второй его вход поступает сигнал блока 18, представляющий собой возмущакщее воздействие (Ч) по количеству дымовых газов 10

Сформированный блоком 27 сигнал количества тепла, отдаваемого паро» перегревателю дымовыми газами

V (ь — С ), м /ч-град, поступает на первыи вход блока 29 деления, на 15 второй вход - сигнал датчика 25 расхода перегре того пар а. Выходной си г» нал блока 29, представляющий собой корректирующий параметр м 20

V (t < — а) " ° град

К ч

Э

) пп г ч поступает на первый вход блока 30 25 дифференцирования» Регулятор 31 получает сигнал блока 30 скорости изменения корректирующего параметра.

Сигнал датчика 23 температуры перегретого пара на входе в последнюю 30 ступень пароперегревателя поступает на вход блока 28„Выходной сигнал блока 28, пропорциональный скорости изменения температуры пара на входе в последнюю ступень пароперегревате» ля, а также сигнал датчика 24 темпе»

35 ратуры пара на выходе пароперегрева теля поступают соответственно на второй и третий входы регулятора 31.

Регулятор воздействует через ислол» нительный механизм 32 на регулирун " щий орган 33, изменяющий подачу конденсата в последний по ходу пара пароохлад тель: 4 ° Регулятор 34 получает сигнал по величине корректирующего параметра от блока 29, а также сигнал датчика 35 расхода перегрето» го пара, Регулятор 34 соединен с исполнительным механизмом 36, который подключен к регулирующему органу 37, изменякщему подачу конденсата на

50 предпоследний пароохладитель:5 °

Фо рмул а из обретения

Способ автоматического регулирова- 55 ния температуры перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилиза» торе, использующем тепло дымовых raзов нагревательной печи и имеющем подтопку и многоступенчатый паропере» греватель с установленными между его ступенями пароохладителями, путем изменения расхода охлаждающей воды для последнего по ходу пара пароохла» дителя по изменению температуры пара на выходе из пароперегревателя, скорости изменения температуры пара на входе в последнюю ступень пароперегревателя и скорости изменения корректирующего параметра, равного отно" шению произведения объема дымовых газов, поступающих в пароперегре» ватель в единицу времени, на разность температур дымовых газов на входе и выходе пароперегревателя к расходу пара, и путем изменения расхода охлаждающей воды для предпоследнего по ходу пара пароохладителя по измене нию упомянутого корректирующего параметра и величине расхода охлаждаю» щей воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно измеряют расход топлива, поступакщего в подтопку котла-утилиз атора, расход топлива, поступающего в нагревательную печь, и содержание кислорода в дымовых газах, поступающих из печи в котел-утилизатор, задают величину коэффициента избытка воздуха в под» топке котла утилизатора, уменьшенного на единицу, величину коррекции коэффициента избытка воздуха, величину процентного содержания кислорода в воздухе, величины удельных объемов. дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в стехиометрических условиях, соответственно в нагревательной печи и котле утилиза торе, величину удельного расхода воздуха, необходимого дпя сжигания топлива, поступающего в подтопку котла» утилизатора в стехиометрических условиях, и определяют объем V дымовых газов, поступакщих в пароперегрева тель в единицу времени, по соотношению о

V=By V) гк+ (5 (Вк 1) Vs Вк +

00 8 n Vgrn

+ l и гп

21 — Од где В - расход топлива, поступакщего в подтопку котла утилизато ра;

1636644 стехиометрических условиях;

В расход топлива, поступающего

fl в печь;, о

1 д,г. к удел ьный объем дымовых газ ов, образ ующихся при сжи га» нии топлива в стехиометри-. ческих условиях в котле5 утилиз аторе; коэффициент избытка воздуха в подтопке котла-утилизатора; вели чи на коррекции ко эффициента избытка воздуха; удельный расход воздуха, необходимого для сжигания топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора в 5 о д,г. П удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в стехиометрических условиях в печи;

- процентное содержани кисло« рода в воздухе; — процентное содержание кис» лорода в дымовых газах, по« ступающих из печи в котелутилиэ атор.

О ьк

Составитель А,Зосимов

Техред М.Дидык Корректор С 1ерни

Редактор. С Пекарь

Заказ 806

ВНИИПИ Государственного

113035, Тираж 362 Подпи сное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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