УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ В ГОРЕЛКИ КОТЛОАГРЕГАТА Российский патент 2003 года по МПК F23N1/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования котлоагрегата.

Предшествующий уровень техники.

Известно устройство для автоматического регулирования подачи воздуха в горелки котлоагрегата, содержащее бункер для угольной пыли с течкой, установленной в трубопроводе подачи воздуха в горелки котла, регулирующий кран с сервомотором, датчик расхода топлива, дополнительный трубопровод со вторым регулирующим органом и сервомотором [1].

Недостатком устройства является сложность конструкции.

Известно устройство для автоматического регулирования подачи горючей смеси в горелки котлоагрегата, имеющего бункер для угольной пыли с течкой, содержащее датчик расхода топлива в течке, выполненный в виде индикатора уровня угольной пыли в дополнительном трубопроводе, конец которого расположен в течке, параметрический генератор, пороговые элементы, сервомоторы двух регулирующих органов, электронный ключ [2].

Недостатком устройства является низкая точность регулирования, обусловленная влиянием на измеряемый расход физических параметров потока.

Из известных устройств наиболее близким является устройство для автоматического регулирования подачи горючей смеси в горелки котлоагрегата, содержащее бункер для угольной пыли с течкой, узел псевдоожижения, соединенный через регулятор расхода с источником избыточного давления воздуха, измеритель уровня, измеритель объемной плотности угольной пыли, преобразователь, вход которого подключен к измерителю объемной плотности угольной пыли [3].

Однако указанное устройство обладает недостатком: низкой чувствительностью и точностью измерений расхода, определяемым сепарацией частиц в дополнительном трубопроводе, другим недостатком можно считать сложность конструкции устройства.

Задачей данного предложения является упрощение конструкции и повышение точности автоматического регулирования подачи горючей смеси.

Раскрытие изобретения.

В устройстве для автоматического регулирования подачи горючей смеси в горелки котлоагрегата, содержащем бункер для угольной пыли с течкой, узел псевдоожижения, соединенный через регулятор расхода с источником избыточного давления воздуха, измеритель уровня, измеритель объемной плотности угольной пыли, преобразователь, вход которого подключен к измерителю объемной плотности угольной пыли, узел псевдоожижения выполнен в виде отрезка трубы с восходящим участком трубопровода, в верхней части которого установлен измеритель объемной плотности угольной пыли, и нисходящим участком трубопровода, полости которых сообщены в верхних частях, и вертикально установленного отрезка трубы с измерителем уровня угольной пыли, соединенного с вторым входом преобразователя, выход которого подключен к регулятору воздуха.

Преобразователь устройства выполнен в виде умножителя, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента памяти и элемента вычисления квадратного корня.

Устройство для автоматического регулирования подачи горючей смеси в горелки котлоагрегата изображено на фиг.1, на фиг.2 изображена зависимость расхода угля от уровня угольной пыли.

Устройство содержит бункер 1 для угольной пыли с течкой 2, источник 3 избыточного давления воздуха, измеритель уровня 4 угольной пыли в отрезке трубы 5, преобразователь 6, подключенный к регулятору 7 подачи воздуха, измеритель 8 объемной плотности угольной пыли, восходящий 9 и нисходящий 10 участки трубопровода, узел псевдоожижения 11.

Преобразователь 6 выполнен в виде умножителя 12, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента 13 памяти и элемента 14 вычисления квадратного корня.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Угольная пыль, поступая из бункера 1 через течку 2 в нижнюю часть восходящего 9 участка трубопровода, псевдоожижается воздухом узла псевдоожижения через источник 3 избыточного давления. Регулятором 7 устанавливается расход воздуха, обеспечивающего поднятие псевдоожиженного слоя в восходящем участке до расчетного уровня в отрезке трубы 5. После достижения этого уровня измерителем 4 формируется сигнал на регулятор 7, который поддерживает установленный расход воздуха.

Величина уровня псевдоожиженной угольной пыли в отрезке трубы 5 определяет ее массовый расход через входное отверстие нисходящего участка трубы 10. Согласно экспериментальным данным получено соотношение, справедливое для определения расхода псевдоожиженной порошкообразной среды и, следовательно, угольной пыли:

где Q - массовый расход порошкообразной среды (т/час);
S_н - сечение входного отверстия нисходящего участка трубопровода (см²);
ρ_v - объемная плотность угольной пыли, истекающей через отверстие (г/см³);
g - ускорение свободного падения (м/с²);
ΔH - уровень угольной пыли в отрезке трубы (см).

Если принять, что то это соотношение будет иметь вид:

где К - постоянный коэффициент, который вводится через элемент памяти в преобразователь.

Таким образом, для определения массового расхода угольной пыли через отверстие сечением S_н необходимо иметь информацию о ρ_v и ΔH.
На фиг.2 приведены зависимости массового расхода угольной пыли от величины ΔН для различных диаметров отверстия нисходящего участка (dн).

Из этих зависимостей следует последовательность операций, необходимых при градуировке устройства.

Для выбранного диаметра трубы определяют коэффициент К, который вводится в элемент памяти преобразователя. Производят градуировку измерителей уровня и объемной плотности угольной пыли на стенде, для датчиков, устанавливаемых в отрезках труб, выбранных диаметров. При преобразовании выходных сигналов измерителей согласно приведенному соотношению выходной сигнал преобразователя будет соответствовать массовому расходу угольной пыли. Уровень псевдоожиженной угольной пыли формируется величиной расхода воздуха, устанавливаемого регулятором 7. В случае прекращения подачи воздуха в узел псевдоожижения восходящий участок 9 трубопровода является пневмозатвором, перекрывающим подачу угольной пыли из бункера 1.

Для возобновления подачи угольной пыли включают регулятор 7, начинается процесс псевдоожижения в полости восходящего участка, угольная пыль приобретает свойства текучести и сливается в нисходящий трубопровод с установленным расходом.

Таким образом, за счет получения возможности использования результатов градуировки измерителей устройства в стендовых условиях достигается значительное повышение точности измерений и автоматического регулирования. В устройстве используются измерители достаточно простой конструкции и минимальное количество регулирующих узлов, что повышает надежность работы и упрощает конструкцию.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1702109, F 23 N 1/08, 1998.

2. Авторское свидетельство СССР 1758343, F 23 N 1/08, 1989.

3. Авторское свидетельство СССР 1765626, F 23 N 1/08, 1992 (прототип).

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования котлоагрегата. В устройстве для автоматического регулирования подачи горючей смеси в горелки котлоагрегата используются восходящий и нисходящий участки трубопровода, полости которых сообщены в верхних частях, узел псевдоожижения, размещенный в нижнем торце восходящего участка трубопровода и соединенный через регулятор расхода с источником избыточного давления воздуха. В верхней части восходящего участка трубопровода размещен измеритель объемной плотности угольной пыли и вертикально установлен отрезок трубы с измерителем уровня угольной пыли, выходом подключенным к первому входу преобразователя, вторым входом соединенным с выходом измерителя концентрации угольной пыли. Преобразователь выполнен в виде умножителя, входы которого подключены к элементу памяти и элементу вычисления квадратного корня. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для автоматического регулирования подачи горючей смеси в горелки котлоагрегата, содержащее бункер для угольной пыли с течкой, узел псевдоожижения, соединенный через регулятор расхода с источником избыточного давления воздуха, измеритель уровня, измеритель объемной плотности угольной пыли, преобразователь, вход которого подключен к измерителю объемной плотности угольной пыли, отличающийся тем, что узел псевдоожижения выполнен в виде отрезка трубы с восходящим участком трубопровода, в верхней части которого установлен измеритель объемной плотности угольной пыли, и нисходящим участком трубопровода, полости которых сообщены в верхних частях, и вертикально установленного отрезка трубы с измерителем уровня угольной пыли, соединенного с вторым входом преобразователя, выход которого подключен к регулятору воздуха. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобразователь выполнен в виде умножителя, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента памяти и элемента вычисления квадратного корня.