СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРЕЖЕНИЯ В ПЕЧИ СГОРАНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ Российский патент 1999 года по МПК F23N3/04 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования разрежения в печи сгорания и температуры отходящих газов по ходу после вращающегося воздухоподогревателя.

Известна система автоматического регулирования разрежения в печи сгорания и температуры отходящих газов по ходу после вращающегося воздухоподогревателя, содержащая подсистему автоматического регулирования разрежения в печи сгорания и взаимодействующую с ней подсистему управления нагрузкой вентиляторного направления, а датчики температуры, размещенные в каналах отходящих газов крайних вентиляторных направлений, подключены ко входам регулятора температуры, вход регулятора также подключен к задатчику разницы температуры отходящих газов в каналах, а выход температурного регулятора подключен через сумматоры к исполнительным регуляторам крайних вентиляторных направлений, сумматоры также подключены к выходу устройства, контролирующего разрежение в печи сгорания, входы которого подключены соответственно к датчику разрежения и задатчику разрежения, а исполнительные регуляторы крайних вентиляторных направлений снабжены обратной связью через датчики мощности и приводов вентиляторов.

Недостаток известной системы автоматического регулирования разрежения в печи сгорания заключается в невозможности или по меньшей мере затрудненности сохранения однородности потока отходящих газов в печи по всему ее поперечному сечению. Это приводит к невозможности достижения максимального термического КПД печи. Степень однородности потока отходящих газов можно определить по разнице температур отходящих газов в отдельных каналах, по которым отходящие газы отводят с помощью вентиляторных потоков. Эта разница температур является результатом разницы производительности по отдельным вентиляторным направлениям. Производительностью вентиляторных направлений управляют с помощью известной системы автоматического регулирования разрежения в печи сгорания, в которой вентиляторами управляют параллельно с использованием указанного устройства управления. При этом управление осуществляется путем корректировки вентиляторных потоков исполнительными средствами, сопряженными с вентиляторными системами. Известная система автоматического регулирования несовершенна в том отношении, что она не имеет возможности управления всеми вентиляторными потоками так, чтобы они обеспечивали одинаковую производительность, в результате чего появляется разница температур отходящих газов в отдельных каналах, по которым отходящие газы выводят с помощью этих вентиляторных потоков. Это обусловлено тем фактом, что исполнительные средства, используемые для корректировки положения органов регулирования на отдельных вентиляторных направлениях, обеспечивают изменение их положения исключительно в зависимости от длительности импульсов управления положением, поступающих от устройств управления. Положение органа регулирования до изменения этого положения под воздействием системы управления и различные периоды запуска и вращения по инерции серводвигателей этого устройства, обусловленные разным внутренним сопротивлением и механическими допусками исполнительного оборудования, при подаче одинаковых импульсных сигналов каждому вентилятору от общего устройства управления, обусловливают неодинаковую производительность отдельных вентиляторов, изменяющуюся со временем. Поэтому необходима постоянная выверка точности корректировки в системах управления положением органов регулирования отдельных вентиляторных систем вручную. А это приводит к перерывам в работе и снижению точности управления.

Задача данного изобретения заключается в разработке системы автоматического управления разрежением в печи сгорания с одновременным контролем разницы температур отходящих газов в энергетической печи, оборудованной тремя каналами отходящих газов и вентиляторными системами, которая при этом путем управления производительностью обеспечивала бы поддержание однородного процесса сгорания в поперечном сечении печи сгорания.

Указанная задача решается тем, что входы температурного регулятора среднего вентиляторного направления подключены к температурному датчику в канале отходящих газов среднего вентилятора и к датчикам температуры, размещенным в каналах отходящих газов крайних вентиляторных направлений через усредняющий сумматор, и к задатчику разности температур, а исполнительный регулятор среднего вентиляторного направления снабжен обратной связью через датчик мощности привода этого вентилятора.

Объект данного изобретения изображен на чертеже в виде блок-схемы.

Вентиляторные системы WC1, WC2 и WC3 соединены с каналами K1, K2 и K3, через которые выводят отходящие газы и создают разрежение в печи сгорания, которая на данной схеме не изображена. Датчик разрежения P_h в печи сгорания подключен к входу регулятора разрежения Rp_h. Задатчик разрежения P_hz соединен со вторым входом регулятора разрежения. Выход регулятора разрежения подключен к исполнительным регуляторам Rc1 и Rc3 крайних вентиляторных направлений WC1 и WC3; причем эти соединения осуществлены через сумматоры S1 и S3, подчиненные соответствующим регуляторам WC1 и WC3. Датчики температуры T1, T2 и T3 между вентиляторными направлениями WC1, WC2 и WC3 и электрофильтрами, не изображенными на схеме, помещены в каналы K1, K2 и K3 отходящих газов. Датчики температуры T1 и T3, помещенные в крайние каналы K1 и K3 отходящих газов, подключены ко входам регулятора температуры Rt1,3, подключенного к крайним вентиляторным направлениям WC1 и WC3. Вход регулятора температуры Rt1,3 также подключен к линии передачи разницы Δt температур отходящих газов в крайних каналах K1 и K3 отходящих газов. Выход регулятора температуры Rt1,3 подключен к сумматорам S1 и S3, выход каждого из которых подключен ко входу соответствующего исполнительного регулятора Rc1 или Rc3. Выходы исполнительных регуляторов Rc1 и Rc3 подключены к исполнительным устройствам UW1 и UW3, которые открывают или закрывают средства регулирования вентиляторных направлений WC1 и WC3. Мощность двигателей вентиляторных направления WC1 и WC3 измеряют датчиками мощности M, которые подключены ко входам исполнительных регуляторов Rc1 и Rc2, образуя цепь обратной связи. Датчик температуры T2 в среднем канале K2 подключен ко входу регулятора температуры Rt2, подключенного в свою очередь к вентиляторному направлению WC2 в среднем канале K2 отходящих газов. Второй вход регулятора температуры Rt2 подключен к регуляторам температуры T1 и T3, расположенным в крайних каналах отходящих газов K1 и K3. Датчики температуры T1 и T3 подключены к регулятору температуры Rt2 через усредняющий сумматор S2. Помимо этого, вход регулятора температуры Rt2 подключен к задатчику разницы температур Δt_r. Выход регулятора температуры Rt2 подключен к исполнительному входу регулятора Rc2, выход которого подключен ко входу исполнительного устройства UW2, соединенного со средством регулирования вентиляторного направления WC2. Датчик мощности M, подключенный ко входу исполнительного регулятора Rc2, формирует цепь обратной связи. Этот датчик M взаимодействует с приводом вентиляторного направления WC2.

Задатчик разрежения определяет разрежение, которое должно быть в камере печи. Сигнал от задатчика P_hz поступает ко входу контролирующего разрежение устройства Rp_h. Ко второму входу этого контролирующего разрежение устройства Rp_h направляют сигнал, определенный датчиком разрежения P_h. Контролирующее разрежение устройство Rp_h сравнивает сигнал от задатчика P_hz с сигналом датчика от P_h. Если разрежение в камере сгорания оказывается ниже определенного разрежения, то контролирующее разрежение устройство Rp_h направляет сигнал одновременно к сумматорам S1 и S3. Выходные сигналы сумматоров S1 и S3 направляют одинаковые сигналы одновременно к исполнительным регуляторам Rc1 и Rc3, увеличивая производительность вентиляторных систем направлений WC1 и WC3 - это означает открытие средства регулирования в большей степени. Вентиляторы WC1 и WC3 начинают выводить большее количество отходящих газов из камеры печи в единицу времени, тем самым вызывая понижение абсолютного давления в печи сгорания; и это означает, что разрежение увеличится до значения, определенного задатчиком P_hz. Если разрежение в печи сгорания превысит значение, определенное задатчиком P_hz, то контролирующее разрежение устройство Rp_h будет способствовать понижению производительности вентиляторных направлений WC1 и WC3 до достижения разрежением заданного значения. Действие контролирующего разрежение устройства Rp_h не исключает наличия неоднородности потока отходящих газов в печи. Возникновение этой неоднородности предотвращают подсистемой автоматического регулирования разницы температур отходящих газов в отдельных каналах K1, K2 и K3. Задатчик разницы температур Δt определяет допустимую разницу температуры отходящих газов в каналах отходящих газов K1 и K3. Сигнал от задатчика Δt направляют на вход регулятора температуры Rt1,3. Одновременно показания датчиков температуры T1 и T3 также направляют на вход регулятора температуры Rt1,3. В регуляторе Rt1,3 разницу температур в каналах K1 и K3 сравнивают с температурой, определенной задатчиком Δt. Если эта разница превышает определенное значение, то регулятор Rt1,3 направляет сигнал одновременно к сумматорам S1 и S3. Сигнал приходит на отрицательный вход сумматора S1 и положительный вход сумматора S3. В результате такого соединения регулятора Rc1 или Rc3 повышают производительность вентиляторного направления, которое выводит отходящие газы из канала, в котором температура ниже, и на то же значение понижают производительность вентилятора в канале, в котором температура отходящих газов выше. Повышение или понижение производительности вентиляторов WC1 и WC3 осуществляют увеличением или уменьшением открытия средства регулирования вентилятора. Однако возможно, что сигнал от исполнительного регулятора, например регулятора Rc1, даст команду действовать исполнительному устройству UW1, но допуск, внутреннее сопротивление и т. п. воспрепятствуют открытию или закрытию средства регулирования. Во избежание этого датчик мощности M подает на вход исполнительного регулятора Rc1 сигнал о величине мощности привода вентилятора WC1. Эта мощность пропорциональна производительности вентилятора. Поэтому если, например, вентилятору надо увеличить производительность, а средство регулирования не будет достаточно открыто, то направленная мощность будет меньше мощности, необходимой для увеличения его производительности. Если сигнал от датчика мощности M, поступающий на исполнительный регулятор Rc1, показывает такую разницу, то регулятор Rc1 направит сигнал увеличения открытия средству регулирования UW1. Исходят из того, что температура отходящих газов в среднем канале K2 не должна отличаться от средней температуры отходящих газов в канале K1 и K3 на значение, определенное задатчиком разницы температур Δt. В этих целях на входы регулятора температуры Rt2, подключенного к вентиляторному направлению WC2 в среднем канале K2, подают сигналы от датчика температуры T2, размещенного в среднем канале K2, и от усредняющего сумматора S2. Входы усредняющего сумматора S2 подключены к датчикам температуры T1 и T3, который измеряют температуру в каналах K1 и K3. Сумматор S2 усредняет сигналы от датчика T1 и T3 и направляет их к управляющему устройству Rt2, которое определяет разницу между показаниями датчика температуры T2 и средней температурой показаний датчиков T1 и T3. Эту разницу сравнивают с разницей, определенной задатчиком Δt_r, и в зависимости от результата сравнения средство управления Rt2 направляет сигнал к исполнительному регулятору Rc2 для увеличения, уменьшения или сохранения производительности вентилятора WC2. Начиная с температурного регулятора Rt2, последующие элементы системы, управляющие производительностью вентилятора WC2, идентичны элементам системы автоматического управления крайних вентиляторов WC1 и WC3.

Система предназначена для автоматического регулирования разрежения с одновременным регулированием разницы температур отходящих газов в каналах с электрофильтрами. Входы температурного регулятора среднего вентиляторного направления подключены к температурному датчику в канале отходящих газов среднего вентилятора и к датчикам температуры, размещенным в каналах отходящих газов крайних вентиляторных направлений через усредняющий сумматор, и к задатчику разности температур. Исполнительный регулятор среднего вентиляторного направления снабжен обратной связью через датчик мощности привода этого вентилятора. Такое выполнение системы позволит обеспечить поддержание однородного процесса сгорания в поперечном сечении печи сгорания. 1 ил.

Система автоматического регулирования разрежения в печи сгорания и температуры отходящих газов по ходу после вращающегося воздухоподогревателя, содержащая подсистему автоматического регулирования разрежения в печи сгорания и взаимодействующую с ней подсистему управления нагрузкой вентиляторного направления, а датчики температуры, размещенные в каналах отходящих газов крайних вентиляторных направлений, подключены ко входам регулятора температуры, вход регулятора также подключен к задатчику разницы температуры отходящих газов в каналах, а выход температурного регулятора подключен через сумматоры к исполнительным регуляторам крайних вентиляторных направлений, сумматоры также подключены к выходу устройства, контролирующего разрежения в печи сгорания, входы которого подключены соответственно к датчику разрежения и задатчику разрежения, а исполнительные регуляторы крайних вентиляторных напряжений снабжены обратной связью через датчики мощности и приводов вентиляторов, отличающаяся тем, что входы температурного регулятора среднего вентиляторного направления подключены к температурному датчику в канале отходящих газов среднего вентилятора и к датчикам температуры, размещенным в каналах отходящих газов крайних вентиляторных направлений через усредняющий сумматор и к задатчику разности температур, а исполнительный регулятор среднего вентиляторного направления снабжен обратной связью через датчик мощности привода этого вентилятора.