Система автоматического регулирования качества горения в топке котлоагрегата

 

О П I4 C A H N E (iii75()g)7

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.09.76 (2) ) 2407566/24-06 (5()М. Кл.

F 238 1/00 с присоединением заявки ¹

Гоеударственньй комитет (23) Приоритет по делам ивееретений и открытий

ОпУбликовано 23.07.80. Бюллетень № 27 (53) УДК 621. 182. .261(088.8) Дата опубли кования описания 25.07. 80 (72) Автор изобретения

А. А. Ивантотов

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (7l ) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

КАЧЕСТВА ГОРЕНИЯ В ТОПКЕ КОГЛОАГРЕГАТА

Изобретение относится к области регулирования качества сжигания топлива и может найти применение преимущественно при поддержании оптимального режима горения в топках котлоагрегатов тепловых электростанций.

Известны системы автоматического регулирования качества горения в топке котлоагрегата, содержащие регулятор с датчиками неполноты сгорания топлива, то установленными в нескольких точках сечения газохода, и испопнительныйорган(1).

В известной системе предусмотрены два датчика неполноты сгорания, установленные на правой и левой сторонах газо!

5 хода и подключенные непосредственно ко входу регулирующего прибора. Таким образом, на вход регулятора подается усредненный сигнал.

Система настраивается при отсутствии перекосов, т. е. когда уровни сигналов датчиков близки друг другу и усредненный сигнал характеризует величину сигнала каждого датчика. При работе САР в

2 этом случае уровни неполноты сгорания топлива в местах расположения датчиков близки по величине и соответствуют заданной уставке регулятора.

Однако в случае ухудшения качества сжигания топлива по одной из сторон топочной камеры, например нз-за коксования отдельных форсунок или ухудшения в них распыла топлива, возникает перекос в уровнях неполноты сгорания топлива по ширине топки. При этом сигнал одного из датчиков недожога может существенно отличаться от сигнала другого. B этом случае известная CAP установит избыток воздуха, при котором суммарный сигнал датчиков останется неизменным, и уменьmeme сигнала одного датчика будет скомпенсировано сигналом другого датчика.

Увеличение неполноты сгорания приводит к ускорению заноса поверхностей нагрева сажистыми частицами, а следовательно, к резкому увеличению скорости коррозии, увеличению аэродинамического сопротивле-, ния и перекосу параметров газовоздушнс

Известная система без выделителя максимального сигнала в этой ситуации будет удерживать режим в точке 11 на суммарной характеристике 12. Этот режим характеризуется вдвое большим уровнем недожога по стороне с ухудшенным

40 горением, чем при отсутствии перекоса.

Кроме того, изменение крутизны характею- ристики объекта 12 приведет к ухудшению динамических свойств известной системы, в первую очередь быстродействия.

С целью упрощения конструкции изобретения предусмотрено выполнение выделителя максимального сигнала в виде параллельно соединенных нелинейных выходных цепей измерителей величины пульсаций

50 оптической плотности дымовых газов.

Таким образом, данная система регулирования исключает повышение уровня уноса в отдельных участках топочной камеры при возникновении неравномерности

55 условий сжигания топлива по ширине топки.

Это предотвращает повышенный занос поверхностей нагрева продуктами неполного сгорания и, следовательно, позволяет

3 7 502 го тракта по ширине котла. Отложения сажистых частиц являются очагом пожара на котлоагрегате и не допустимы по условиям его эксплуатации.

Следует также учесть, что изменение крутизны характеристики суммарного сигнала датчиков при появлении перекосов приводит к ухудшению динамических свойств известной системы.

Целью изобретения явля ется повышение точности и быстродействия регулирования.

Это достигается тем, что в систему введен выделитель максимального сигнала, включенный между выходами датчиков неполноты сгорания и входом регулятора.

На фиг. 1 изображена структурная схема системы, а на фиг. 2 — графики зависимости выходных сигналов датчиков неполноты сгорания от коэффициента из.бытка воздуха, которые для удобства рассмотрения аппроксимированы прямыми линиями.

Система содержит датчики 1 неполноты сгорания, соединенные через выделитель 2 максимального сигнала с регулятором 3, который воздействует на исполнительный орган 4.

Работа системы автоматического регулирования происходит следующим образом.

Сигналы с датчиков неполноты сгорания поступают на выделитель 2 максимального сигнала. Выделенный максимальный сигнал подается на регулятор 3, который в соответствии со своим знаком регулирования выдает сигнал на исполнительный орган 4. Если регулятор 3 выполнен корректирующим, то исполнительным органом 4 является подчиненный регулятор. В случае прямого регулирования качества горения по недожогу, исполнительным органом 4 является соответству щий регулирующий клапан.

Статические характеристики поясняют работу САР на котлоагрегате, оснащенном двумя датчиками неполноты сгорания с левой и правой стороны котла.

Характеристика 5 изображает зависимости сигнала каждого из датчиков недожога от избытка воздуха при нормальном горении во всем объеме топочной камеры и отсутствии перекосов. Оба сиг-, нала в этом случае близки один к другому и один из них (больший) поступает на регулирующий прибор.

В случае, если задание регулятору будет соответствовать величине недожога на уровне 0,14 по любой стороне котле17

4 агрегата, данная система будет поддерживать режим в точке 6 на характеристике

5. Отметим, что известная система, в которой суммируются сигналы датчиков, поддерживает в этом случае заданный режим в точке 7 на характеристике 8, кс торая соответствует сумме характеристик отдельных датчиков. Обе системы в слу— чае отсутствия перекосов поддерживают один и тот же режим и не имеют какихлибо преимушеств друг перед другом.

При ухудшении горения по одной иэ сторон топочной камеры, например при износе или коксовании форсунок, уровень недожога по этой стороне становится больше при той же величине избытка воздуха, т. е. характеристика одного из датчиков сместится в область больших избытков воздуха (линия 9), à характеристика 5 другого остается неизменной, Благодаря наличию выделителя 2 мак— симального сигнала регулятор 3 при сохранении задания на том же уровне будет поддерживать режим в точке 10 на характеристике 9, имеющей ту же крутизну, что и прежняя характеристика 5. При этом по стороне с плохим качеством сжигания топлива будет поддерживаться заданное значение недожога в примере (на фиг. 2 0,1 Ж), а на другой стороне недожог будет меньше (в данном примере он ра-вен нулю).

7 50217 снизить потери энергии на преодоление сопротивления газоходов, сократить число промывок газоводов от продуктов сгорания и уменьшить вероятность пожара от загорания отложений. 5

Кроме того, устраняется изменение крутизны характеристики объекта и сохраняется оптимальное быстродействие системы при заданной степени устойчивости. 0

Формула изобретения

1. Система автоматического регулирования качества горения в топке котлоагрегата, содержащая регулятор с датчиками неполноты сгорания топлива, установленными в нескольких точках сечения газохода, и исполнительный орган, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью по- 20 вышения точности регулирования и быстродействия, в систему введен выделитель максимального сигнала, включенный между выходами датчиков неполноты сгорали» и входом регулятора.

2. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что датчики неполноты сгорания выполнены в виде измерителей величины пульсаций оптической плотности дымовых газов.

3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, выделитель максимального сигнала выполнен в виде параллельно соединенных нелинейных выходных цепей измерителей величины пульсаций оптической плотности дымовых газов.

Источники инфор мации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рак M. В. Автоматическая коррекция воздушного режима мазутных котлов по сигналу от оптической плотности уходящих газов. ЮО ОРГРЭС, Львов, 1971, с. 26, 750217

g3 O

М

Ф

0,2

С3 р а> еЭ 3

1,0Ф ñ

t.83

Иьбв|ток 6оздуха

Фиг.7 l Э Ф» ° ) Ю Ф Э Р

Заказ 4597/29 Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Я Ю ° Р

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 4

Составитель В. Назаров

Редактор Л. Народная Техред М. Келемеш Корректор В. Синицкая