Способ автоматического регулирования давления перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе

 

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики. Цель - повышение точности регулирования давления перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе (ЭТКУ). Способ автоматического регулирования давления пара путем изменения расхода топлива в печь по сигналу , пропорциональному теплоте, отводимой из барабана котла, дополнительно включает стадии определения расхода топлива в подтопку котла, в печь, содержания кислорода в дымовых газах печи и их температуры. С помощью этих сигналов по формуле: Q (V°Bn + 0.2 V°Bn/21 - da) tnC, где Q - количество тепла, вносимого в подтопку ЭТКУ дымовыми газами печи; V0 - удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании данного топлива в стехиометрических условиях; Вп - расход топлива к печи; 0.2 - процентное содержание кислорода в дымовых газах печи; tn - температура дымовых газов печи; С - теплоемкость дымовых газов печи, определяют величину теплоты, вносимой в подтопку дымовыми газами от печи. Сигнал, пропорциональный этой величине, суммируют с сигналом, пропорциональным тепловой нагрузке котла, и по сумме этих сигналов изменяют расход топлива в подтопку ЭТКУ. 1 ил. (Л С о 00 ю VJ 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 22 В 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4499155/06; 4499678/06 (22) 26,08,88 (46) 07.10.91, Бюл. ¹ 37 (71) Научно-производственное объединение по автоматизации горнорудных, металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии

"Днепрчерметавтоматика" (72) Г.Н. Сидорин, В.В. Добров, А,Д, Сергеев, И.А. Демченко, А.Ф. Циммерман. А.И Осипов, В.Н. Шадрин, Л.В. Сочинская и И.В, Милованов (53) 621.182.3(088.8) (56) Шальман M.Ï, Автоматизация крупных тепловых электростанций. — M.: Энергия, 1974, с 103.

Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М,: Энергоиздат, 1981, с. 234, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПЕРЕГРЕТОГО

ПАРА В ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ

КОТЛ Е-УТИЛ И ЗАТО Р Е (57) Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики. Цель — повышение точности регулирования давления

Изобретение относится к автоматическому регулированию давления пара в котлах, в частности к энерготехнологическом котле-утилазаторе (ЭТКУ), использующем тепло дымовых газов нагревательных печей и теплоту сжигания газообразного топлива в подтопке ЭТКУ.

Целью изобретения является повышение точности регулирования,,,5U ц 1682718 А1 перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилиэаторе (ЭТКУ). Способ автоматического регулирования давления пара путем изменения расхода топлива в печь по сигналу, пропорциональному теплоте, отводимой из барабана котла, дополнительно включает стадии определения расхода топлива в подтопку котла, в печь, содержания кислорода в дымовых газах печи и их температуры, С помощью этих сигналов по формуле; Q =

=(V Bn + 02 V Вп/21 — 02) tnC, где 0 — количество тепла, вносимого в подтопку ЭТКУ дымовыми газами печи; Vo — удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании данного топлива в стехиометрических условиях; Вп — расход топлива к печи; Qz— процентное содержание кислорода в дымовых газах печи; тл — температура дымовых газов печи; С вЂ” теплоемкость дымовых газов печи, определяют величину теплоты, вносимой в подтопку дымовыми газами от печи, Сигнал, пропорциональный этой величине, суммируют с сигналом, пропорциональным тепловой нагрузке котла, и по сумме этих сигналов изменяют расход топлива в подтопку ЭТКУ. 1 ил.

На чертеже представлена принципиальная схема системы автоматического регулирования давления перегретого пара в д

ЭТКУ, реализующая предлагаемый способ.

Энерготехнологический котел-утилизатор снабжен подтопкой 1, связанной с нагревательной печью 2, пароперегревателем 3, на котором установлены датчики

4 и 5 давления и расхода перегретого пара.

16>82718

Система автоматического регулирования содержит также датчик 6 температуры дымових газов печи 2 и датчик 7 содержания кислорода B дымовых газах печи 2, установленные на входе в подтопку 1 ЭТКУ, датчики

8 и 9 расхода топлива в подтопку 1 ЭТКУ и к печи 2, а также датчик 10 давления пара в барабане ЭТКУ, первый сумматор 1 l, к первому входу которого подключен датчик 7 содержания кислорода о дымовых газах печи 2, а к второму входу подключен эадатчик

12 величины процентного содержанил кислорода о воздухе, первый блок 13 умножения, к первому входу которого подключен датчик 9 расхода топлива. к второму входу— задатчик 14 величины удельного обьема дымовых газов, выходом подключенный K оходу второго блока 15 умножения, который вторым входом подключен к датчику 7 содержания кислорода в дымовых газах печи

2, а выходом через блок 16 деления подсоединен к первому входу второго сумматора

17. К второму входу блока 16 деления подключен выход первого сумматора 11, а к второму входу второго сумматора 17 — выход первого блока 13 умножения. К первому входутретьего блока 18умножения подключен датчик 6 температуры дымовых газов печи 2, к второму входу подсоединен задатчик 19 величины теплоемкости дымовых газов, а третий его вход соединен с выходом второго сумматора 17. К первому входу четвертого блока 20 умножения подключен датчик 8 расхода топлива в подтопку 1 ЭТКУ, а к второму входу — задатчик 21 теплоты сгорания топлива. Датчик 5 расхода перегретого пара подключен к первому входу регулятора 22, к второму его входу через дифференциатор 23 подключен датчик t0 давления пара в барабане ЗТКУ, регулятор

24 давления перегретого пара, подключенный первым входом к датчику 4 давления перегретого пара, вторым входом подсоединен к эадатчику 25 давления перегретого пара, а выходом связан с третьим входом регулятора 22 тепловой нагрузки, выход которого подключен к первому входу регулятора 26 расхода топлива. К второму и третьему входам регулятора 26 расхода топлива подключены соответственно выход третьего блока 18 умножения и выход четвертого блока 20 умножения, Выход регулятора 26 расхода топлива через исполнительный механизм 27 связан с регулирующим клапаном 28, Система работает следующим образом.

Дымовые газы от печи 2 поступают в подтопку 1 ЭТКУ. Тепло дымовых газов используется длл получения перегретого

55 пара о пароперегреоателе 3. На входы регулятора 24даоления перегретого пара поступают сигналы от датчика 4 даLëà èë перегретого пара и эадатчика 25 давления перегретого пара, При отклонении велич.— ны давления перегретого пара от задан,я регулятор 24 давления перегретого пара вырабатывает корректирующий с. гнал, которые в виде задания поступает на третий вход регулятора 22 тепловой нагрузки.

На его первый суммирующий вход поступает сигнал от датчика 5 расхода перегретого пара, а на второй суммируloøèé вход — сигнал от датчика 10 давления пара в барабане ЭТКУ, прошедший через дифференциатор 23. Этот сигнал представ лет собой скорость изменения давления пара в барабане ЭТКУ. Суммарный сип an no первому и второму входам регулятора 22 тепловой нагрузки характеризует суммарную тепловую нагрузку котла.

При отклонении сигнала тепловой нагрузки от задания регулятор 22 тепловой нагрузки вырабатывает корректирующий проинтегрированный сигнал, когорый в виде задания поступает на первый вход регулятора 26 расхода топлива. На третий суммирующий вход поступает сигнал по количестоу тепла, вносиvîão топливом при его сжигании в подтопку ЭТКУ. Этот сигнал формируется четвертым блоком 20 умноже ния, на первый вход которого поступает сигнал от датчика 8 расхода топлива в подтопку

3l КУ, а на второй вход -- сигнал от задагчика 21 теплоты сгорания топлигз, Сигнал от датчика 9 расхода топлива к

jvf печ и В л (4 ), поступает н а первый о ход первого блока 13 умно>кения, lla второй ега вход поступает сигнал от задатчика 14 величины удельного обьема дымовых газоо, образующихся при сжигании топлива в печи ,з при стехиометрических условиях V" (†).

Первый блок 13 умножения формирует сL1lнал, представляющий собой теоретическое количество дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего топлива в едим ницу времени VT =- Во Vo (— -).

Сигнал от датчика 7 содержания кислорода в дымовых газах печи (02,7,) подается на вычитающий вход первого сумматора 11, на суммирующий его вход поступает сигнал от задатчика 12 величины процентного содержания кислорода о воздухе (21,0 ), Выходной сигнал пероаго сумматора 11 поступает в качеcTU;"-. де1682718 лителя на второй вход блока 16 деления.

На первый его вход в качестве делимого подают сигнал с второго блока 15 умножения, на первый вход которого поступает выходной сигнал с первого блока 13 умножения, а на второи вход — сигнал от датчика 7 содержания кислорода в топочных газах печи 2, С выхода второго блока 15 умножения поступает сигнал, пропорциональный В,, / 02.

Выходной сигнал блока 16 деления представляет собой количество воздуха, содержащегося в дымовых газах печи 2 и поступающего в подтопку ЭТКУ в единицу времени: изб Вп Ч 02

21 — 02 которые поступает на первый вход второго сумматора 17, Hd второй вход поступает сигнал с выхода первого блока 13 умножения, представляющий собой теоретический расход дымовых газов, образующихся при сжигании топлива V —, Выходной сиг r нал второго сумматора 17, представляющий собой расход дымовых газов, поступающих (з в ЭТКУ V n= V + V — поступает на т изб м г, третий вход третьего блока 18 умножения.

На первый его вход поступает сигнал от датчика 6 температуры дымовых газов, поступающих в ЭТКУ от печи t,(К), а на второй вход — сигнал от задатчика 19 величины тепккал лоемкости дымовых газов С . Вы.м к ходкой сигнала третьего блока 18 умножения, представля ощий собой количество тепла, вносимого дымовыми газами печи 2 в подтопку 1 ЭТКУ в единицу времени ккал

Q =Vgntn С г, поступает на второй суммирующии вход регулятора 26 расхода топлива. Суммарный сигнал к второму и третьему входам регулятора 26 расхода топлива представляет собой величину общего коли (ecTBB Teart, 8HocLt ofo B подтопку

ЭТКУ дымовыми газами печи 2 и при сжигании топлива, 5 Формула изобретения

Способ автоматического регулирования давления перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе, снабженном подтопкой, сообщающейся с

10 нагревательной печью, путем изменения расхода топлива, подаваемого в подтопку, . включающий измерение расхода пара и скорости изменения давления пара в котле и определение тепловой нагрузки кот15 ла, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно измеряют расход топлива, подаваемого в печь, содержание кислорода в дымовых газах на выходе из печи, а также

20 их температуру, задают теплоемкость и удельный объем дымовых газов и с учетом этих параметров определяют количество С1 тепла, вносимого в подтопку дымовыми газами из печи, в единицу вре25 мени по формуле о

Q = / В + OzV Вв т С

21 — Ог где V0 — удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании данного вида топлива в стехиометрических условиях;

Bn — расход топлива, подаваемого в печь;

Oz — доля кислорода в дымовых газах, ;

tn — температура дымовых газов печи;

С вЂ” удельная теплоемкость дымовых газов, полученный сигнал суммируют с сигналом, пропорциональным тепловой нагрузке котла, и по сумме этих сигналов изменяют расход топлива, подаваемого в подтопку, п ричем если сумл1а рное тепловыделение меньше заданного, то увеличивают расход топлива в подтопку, а если больше — уменьшают, 1682718

Составитель П,Калига

Техред M.Moðãåíòàë еда ктор О. Гол овач

Корректор А.Осауленко

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

:Заказ 3399 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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