Система управления горением топлива

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться для управления тепловым режимом котлоагрегатов и промышленных печей. В системе управления горением топлива, содержащей воспламенитель, соединенный с источником питания, в качестве воспламенителя использована внутренняя поверхность камеры, нагреваемая индуктором, причем индуктор установлен снаружи камеры, в которую подается топливо и окислитель, а в качестве источника питания использован управляемый источник питания переменного тока. Между индуктором и наружной поверхностью камеры расположен слой электротеплоизолирующего материала, управляемый источник питания переменного тока снабжен приборами для измерения тока и напряжения. Система снабжена пультом управления с органами управления и приборами контроля, а также компьютером и блоком сопряжения для управления системой в ручном и автоматическом режимах. Изобретение позволяет повысить надежность управления горением топлива. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться для управления тепловым режимом котлоагрегатов и промышленных печей.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического управления тепловым режимом бойлера по патенту CB N 1489727, кл. F 23 N 5/00, 1977.

В известном устройстве в топку подается по трубопроводам газ и воздух, причем на трубопроводе для подачи газа установлен электроуправляемый клапан, а на трубопроводе для подачи воздуха установлен датчик наличия потока, который через контакты реле управляющей аппаратуры соединен с клапаном подачи газа на вспомогательную горелку. При обнаружении потока воздуха датчиком наличия потока через контакты реле управляющей аппаратуры срабатывает искровой генератор, соединенный с электровоспламенителем, что приводит к поджиганию вспомогательной горелки. После обнаружения датчиком наличие пламени на вспомогательной горелке сигнал с него через контакты реле управляющей аппаратуры открывает клапан подачи газа к основной горелке. Устройство также содержит термочувствительный элемент, соединенный с управляющей аппаратурой для включения и отключения подачи газа на основную горелку при изменении количества тепла, поступающего в топку.

Недостатком известного устройства является его недостаточная надежность ввиду использования электровоспламенителя для зажигания вспомогательной горелки и использования при управлении контактных элементов /реле/.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в создании системы управления с высокой надежностью за счет использования индукторов для поджигания топлива и отсутствия при управлении контактных элементов. Технический результат - повышение надежности.

Указанный результат достигается за счет того, что в системе управления горением топлива, содержащей воспламенитель, соединенный с источником питания, в качестве воспламенителя использована внутренняя поверхность камеры, нагреваемая индуктором, причем индуктор установлен снаружи камеры, в которую подаются топливо и окислитель, а в качестве источника питания использован управляемый источник питания переменного тока.

Технический результат также достигается за счет того, что между индуктором и стенкой камеры расположен слой электро-теплоизолирующего материала, например асбеста, муллита кремнезема, базальтовой ваты, трепела и т.п.

Технический результат достигается также за счет того, что источник питания снабжен приборами для измерения тока и напряжения.

Технический результат достигается также и за счет того, что система снабжена пультом управления и органами управления и приборами контроля, причем приборы контроля соединены с датчиками температуры, установленными в камере, датчиками тока и напряжения управляемого источника питания, датчиком числа оборотов вентилятора, датчиком угла поворота заслонки, датчиком количества топлива, а органы управления пульта соединены с управляемым источником питания, приводом вентилятора, электроприводом заслонки и блоком подачи топлива.

Технической результат также достигается за счет того, что система снабжена компьютером и блоком сопряжения, причем компьютер через блок сопряжения соединен с датчиком температуры, датчиками тока и напряжения управляемого источника питания переменного тока, датчиком числа оборотов вентилятора, датчиком угла поворота заслонки, датчиком количества топлива, управляемым источником питания, приводом вентилятора, электроприводом заслонки и блоком подачи топлива.

На чертеже представлена блок-схема системы согласно изобретению, на котором указаны камера /муфель/ 1, индуктор 2, установленный поверх электротеплоизолирующего слоя 3. К камере 1 подсоединен трубопровод 4, по которому подается топливо /пылеугольная смесь/ и окислитель /воздух/. Вентилятор 5 с датчиком числа оборотов электродвигателя нагнетает воздух в трубопровод 4, расход которого регулируется заслонкой 6, соединенной с электроприводом 7. Электропривод 7 снабжен датчиком угла поворота заслонки 6 /на чертеже не показан/. Количество угольной пыли, подаваемой в трубопровод 4, регулируется блоком 8 подачи угольной пыли, например, шнековым питателем с электродвигателем и датчиком количества оборотов электродвигателя. Контроль температуры внутри камеры осуществляется датчиком 9 температуры, например термопарой. Под позицией 10 представлен пульт управления с органами управления и элементами контроля, содержащий в себе блок сопряжения для связи с компьютером 11. Под позицией 12 представлен управляемый источник питания переменного тока, содержащий в себе датчики тока и напряжения, подаваемого на индуктор 2. Все датчики соединены с приборами контроля пульта 10 и через блок сопряжения - с компьютером. Все управляющие элементы соединены с органами управления пульта 10 и через блок сопряжения - с компьютером. Воспламенение пылеугольной смеси в зоне A камеры 1 осуществляется за счет теплового излучения от внутренней поверхности камеры, нагретой индуктором 2. Контроль температуры внутри камеры обеспечивается термопарой 9. Запуск, настройка режима работы системы осуществляется с пульта управления 10. Дальнейшее поддержание параметров процесса в камере может осуществляться как вручную с пульта управления, так и автоматически при помощи компьютера 11, соединенного с датчиками и управляющими элементами через блок сопряжения.

Система работает следующим образом: 1. Ручной режим при настройке и отладке системы.

1.1. Включается охлаждение индуктора 2 и источника 12 питания.

1.2. Производится пуск источника питания и вручную с пульта 10 управления устанавливаются необходимые значения тока и напряжения на индукторе.

1.3. По достижению определенного значения температуры внутренней поверхности камеры /контроль по термопаре/ включается вентилятор 5 подачи "первичного "воздуха, устанавливается в определенное положение заслонка 6, включается электродвигатель блока 8 подачи угольной пыли и устанавливается заданный ее расход.

1.4. Манипуляцией регулирующих органов узлов 12, 6, 8 система выводится на номинальный режим работы, определяемый расходом и температурой продуктов сгорания, протекающих через камеру.

1.5. При достижении выбранного режима работы устройства переключателем на пульте управления система переводится в автоматический режим, т.е. к работе подключается компьютер 11, который обеспечивает по заданной программе выбранный /установленный при наладке/ режим работы камеры.

2. В автоматическом режиме работы /при выбранных заранее режиме и циклограмме работы элементов системы/ оператор производит следующие манипуляции.

2.1. Вводит необходимую дискету с программой работы системы в компьютер 11.

2.2. Подключает пульт управления к внешней сети питания.

2.3. Переводит переключатель режимов работы пульта управления в положение "автомат".

2.4. Нажатием кнопки "Пуск" на пульте управления запускает систему в работу.

2.5. При необходимости остановки работы системы оператор должен нажать кнопку "Стоп". При этом останов системы осуществляется по заданной циклограмме.

2.6. При включении на пульте управления сигнала "останов произведен" оператор отключает пульт от внешней питающей сети.

Таким образом, система управления горением топлива может функционировать в трех режимах с использованием различного количества элементов.

В первом режиме устанавливается заданное напряжение и ток индуктора по приборам, содержащимся в источнике 12 питания переменного тока, а также заданный расход топлива и окислителя. В этом случае не используется информация о текущей температуре внутри камеры 1, а также о текущем количестве топлива и окислителя, подаваемых в камеру.

Во втором режиме вся текущая информация о температуре, расходах топлива и окислителя, характеристиках источника 12 питания поступает на приборы пульта 10 управления. С данного пульта вручную производится изменение управляющих воздействий.

В третьем режиме управление производится в автоматическом режиме с использованием компьютера 11, на который поступает вся текущая информация и с которого организуются все управляющие воздействия.

При использовании всех трех режимов управления будет достигаться технический результат - повышение надежности, причем в перечисленных режимах надежность возрастает от первого режима к третьему.

Формула изобретения

1. Система управления горением топлива, содержащая воспламенитель, в качестве которого использована внутренняя поверхность камеры, нагреваемая индуктором, установленным на наружной поверхности камеры, причем между индуктором и наружной поверхностью камеры расположен слой электротеплоизолирующего материала, соединенный с управляемым источником питания переменного тока, который снабжен приборами для измерения тока и напряжения, отличающаяся тем, что она снабжена пультом управления с органами управления и приборами контроля, причем приборы контроля соединены с датчиком температуры, установленным в камере, датчиками тока и напряжения управляемого источника питания переменного тока, датчиком числа оборотов вентилятора, датчиком угла поворота заслонки, датчиком количества топлива, а органы управления пульта соединены с управляемым источником питания переменного тока, приводом вентилятора, электроприводом заслонки и блоком подачи топлива.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена компьютером и блоком сопряжения, причем компьютер через блок сопряжения соединен с датчиком температуры, датчиками тока и напряжения управляемого источника питания переменного тока, датчиком числа оборотов вентилятора, датчиком угла поворота заслонки, датчиком количества топлива, управляемым источником питания, приводом вентилятора, электроприводом заслонки и блоком подачи топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1