Система автоматического регулирования процесса горения Советский патент 1983 года по МПК F23N1/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к автоматическому регулированию процесса горения в топках котлов с пылесистемами прямого вдувания.

Иэвестно, что открытие створок сепаратора ведет к эагрублению помола пыли, повышению концентрации аэросмеси, увеличению производительности пылесистемы и тепловой нагрузки котла, снижению расхода электроэнергии на собственные нужды.

Известна система автоматического регулирования производительности мельницы с прямым вдуванием пыли в топку котла. Система содержит регулятор расхода топлива в мельницу с заданием от системы более высокого уровня , регулятор первичного воздуха и регулятор положения створок сепаратора с соответствующими датчиками. В этой системе увеличение производительности мельницы осуществляется путем изменения расхода топлива в мельницу и ее загрузки. При этом регуляторы расхода сушильного агента и створок сепаратора работают автономнр. При достижении загрузки мельницы, близкой к завалу, регулятор загрузки подключае,тся сначала

посредством блоков интегрирования к регулятору первичного воздуха (РПВ) и при исчерпании диапазона регулирования - к регулятору створок сепаратора (РСС) С ЗНедостатками известной системы регулирования является ее сложность (специальный регулятор створок сепа10ратора, два блока интегрирования, три группы ключей, логический блок переключения управляющих воздействий регулятора топлива) и невысокая надежность ( нejзoзмoжнo приостановить

f5 развитие аварийной ситуации, например завал мельницы, при исчерпании диапазонов регулирования на РПВ и РСС). Кроме этого, при построении схемы, в которой задание подается

20 на регулятор топлива, мельница работает в экономически неоптимальном режиме (увеличивается расход электроэнергии на собственные нуждал), а система в целом обладает существенной инерционностью,что также опре25деляет низкое качество регулирования.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система автоматического регулирования процесса горения в котло30агрегате с пыпесистемой ггрямого вдувания, содержащая регуляторы рас хода топлива в количестве, соответствующем числу мельниц, с датчиками загрузки мельниц и расхода первично воздуха, соединенными с регуляторами расхода топлива через дифференци аторы, регулятор тепловой нагрузки соответствующими датчиками и блоком интегрирования, подключенным к регу ляторам первичного воздуха, соедине ным с датчиками расхода первичного воздуха и с исполнительными механиз мами расхода первичного воздуха, снабженными датчиками полного откры тия регулирующего органа 2, Недостатком этой системы автомат ческого регулирования является недостаточный диапазон регулирования расхода топливовоздушной смеси при эксплуатационных ограничениях (например по числу работающих мельниц, расходу первичного воздуха и т.п.). Цель изобретения - расширение диапазона регулирования расхода топливовоздушной смеси при обеспечении экономически оптимального режима ра боты мельниц, высокой мобильности объекта и экономичности горения. Поставленная цель достигается тем,- что система автоматического регулирования процесса горения в котло агрегате с пылесистемой прямого вдувания , содержащая регуляторы расхода топлива в количестве, соответствующем числу мельниц, с датчиками загрузки мельниц и расхода первичного воздуха, соединенными с регуляторами расхода топлива через дифференциаторы, регулятор тепловой нагрузки с соответствующими датчиками и блоком интегрирования, подключенным к регуляторам первичного воздуха соединенным с датчиками расхода первичного воздуха и с исполнительными механизмами расхода первичного воздуха , снабженными датчиками полного открытия регулирующего органа, допол нительно содержит исполнительные механиз1 и положения створок сепаратора, снабженные датчикс1Ми положения створок, устройства выбора режима с группами нормально замкнутых и нормально разомкнутых контактов и два логических элемента типа И, причем выходы регуляторов первичного воздуха подключены через группу нормально замкнутых контактов к исполнитель ным механизмам расхода первичного воздуха, датчики полного открытия ре гулирующего органа которых подключены к входам первого логического элемент;а, выход которого соединен с устройствами выбора режима, а через группу нормально разомкнутых контактов - к исполнительным механизмам положения створок сепаратора, Датчики положения которых подключены через нормально разомкнутые контакты к входам регуляторов первичного воздуха и к входам второго логического элемента, выход которого соединен с устройствами выбора режима. На чертеже приведена блок-схема системы автоматического регулирования процесса горения. Система содержит регуляторы 1 расхода сырого топлива в мельницы, в количестве соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 2 изменения расхода топлива в мельницы, с датчиками 3 загрузки мельниц (количества топлива), например, активной мощности приводных двигателей, и с дифференциаторами 4, регуляторы 5 расхода первичного воздуха (РПВ) с датчиками 6 расхода первичного воздуха в мельницы и с исполнительными механизмами 7 расхода первичного воздуха, которые снабжены датчиками 8 полного открытия регулирующего органа, регулятор 9 тепловой нагрузки с датчиком 10 тепловыделения., с датчиком 11 расхода питательной воды на котел, с дифференциатором 12 и блоком 13 интегрирования, устройства 14 выбора режима исполнительные механизмы 15 изменения положения створок сепараторов с датчиками 16 положения, логические элементы 17 и 18 типа И с соответствующими выходами 19 и 20 управления устройствг1ми 14. Датчики б расхода первичного воздуха в мельницы подключены к регуляторам 1 посредством дифференциаторов 4, датчик 11 расхода воды подключен к отдельным входам регулятора 9 непосредственно и посредством дифференциатора 12. Выходы блока 13 интегрирования подключены к отдельным входам регуляторов 5. Выходы регуляторов 5 подключены посредством нормально разомкнутых контактов устройств 14 к соответствующим исполнительным механизмам 15, которые снабжены датчиками 16 положения створок сепаратора, и посредством нормально замкнутых контактов устройств 14 - к исполнительным механизмам 7, снабженным датчиками 8 полного открытия регулирующего органа. Выходы датчиков 8 подключены к логическому элементу 18. Выходы 19 и 20 соответствующих логических элементов 17 и 18 подключены к устройствам 14 параллельными связями. Выход 19 предназначен для срабатывания устройств 14 выбора режима , а выход 20 - для восстановления нормального режима. Система работает следующим образом. Регуляторы 1 обеспечивают стабилизацию количества топлива в мельнир,ах (загрузку мельниц) на заданном экономически оптимальном значении по сигналам от соответствующих датчиков 3. Регуляторы 1 воздействуют на

исполнительные механизмы 2 изменения расхода топлива в мельницы, изменяя подачу топлива.

Регулятор 9, воспринимая изменение тепловьщеления от датчика 10 или изменение нагрузки от датчика 11 и скорости ее изменения от дифференциатора 12, посредством блока 13 и с помощью регуляторов 5 первичного воздуха на каждую мельницу изменяет суммарный расход первичного воздуха в мельницы и соответственно суммар-ный расход аэросмеси в топку котла (расход аэросмеси в данной схеме пропорционален расходу первичного воздуха) путем воздействия на исполнитель ные механизмы 7 регулирующих органов расхода первичного воздуха. При этом устройство 14 обеспечивает подключение регулятора 5 к исполнительному механизму 7. Введение в схему регуляторов 1 сигнала по скорости изменения расхода первичного воздуха в мельницу от дифференциаторов 4 повышает качество регулирования расхода топлива в переходных режимах и со ответственно стабилизацию расхода угольной пыли в потоке аэросмеси.

При исчерпании диапазонов регулирования по расходу первичного воздуха происходит автоматическое запоминание нагрузки ограничения, и на входы логического элемента 17 поступают сигналы от датчиков 8 полного открытия регулирующих органов расхода первичного воздуха. Если при этом диапазоны регулирования исчерпаны на всех мельницах (сигнал поступил от всех датчиков 8, работающих мельниц) , логический элемент 17 через выход 19 производит переключение устройств 14, отключая с выхода регуляторов 5 исполнительные механизмы 7 и подключая исполнительные механизмы 15 с датчиками 16 положения регулирующего органа. Пусть при этом сигнал от блока 13, характеризующий текущее значение нагрузки, растет, т.е. требуется дальнейшее увеличение тепловыделения (тепловой нагрузки котла). Тогда регулятор 5, воспринимая это изменение, начнет раскрывать створки сепаратора. Это приведет к тому, что увеличится генерирующая способность слоя топлива в мельницах за счет изменения свойст сепарационной зоны и транспортирующая способность сушильного агента за счет уменьшения сопротивления пылевоздушного тракта. В результате увеличится расход готовой пыли . сток в топку котла, регуляторы 1, воспринимая изменения нагрузки мельниц от датчиков 3 и расхода сушильного аген та от дифференциаторов 4, увеличат подачу топлива в мельницы (приток), Ьосстанадливая временное отклонение их загрузки на заданном значении, ко

торое произошло за счет увеличения стока готовой пыли в топку. В целом это обеспечивает компенсацию требуемого увеличения тепловой нагрузки.

Компенсация сигнала от блока 13 на регуляторах 5 происходит в результате приращения соответствующего сигнала от датчиков 16 положения. При оптимальном положении створок сепаратора сигнал от датчика 16 жесткой обратной связи равен нулю (отсутствует и возрастает при изменении положения створок сепаратора от оптимального до полного открытия.

При снижении тепловой нагрузки котла регулятор 5 восстанавливает оптимальное положение створок сепараторов При этом логический элемент 18 через выход 20 формирует переключение устройств 14 висходное положение, соответствующее нормальному режиму работы. Датчики 16 жесткой обратной связи на РПВ при этом также отключаются.

В результате при высокой мобильности объекта расширяется диапазон его регулирования при разного рода эксплуатационных ограничениях, происходит восполнение дефицита тепловой нагрузки и соответственно электроэнергии. Причем переход на более грубый помол при определенных условиях ведет к повышению качества процесса горения. Формула изобретения Система автоматического регулирования процесса горения в котлоагрегате с пылесистемой прямого вдувания, содержащая регуляторы расхода топлива в количестве, соответствующем числу мельниц, с датчиками загрузки мельниц и расхода первичного воздуха, соединенными с регуляторами расхода топлива через дифференциаторы, регулятор тепловой нагрузки с соответствующими датчиками и блоком интегрирования, подключенным к регуляторам первичного воздуха, соединенным с датчиками расхода первичного воздуха и с исполнительными механизмами расхода первичного воздуха, снабженными датчиками полного открытия регулирующего органа, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, система содержит исполнительные механизмы положения створок сепаратора, снабженные датчиками положения створок , устройства выбора режима с группами нормально замкнутых и нормально разомкнутых контактов и два логических элемента типа И, причем выходы регуляторов первичного воздуха подключены через группу нормально замкнутых контактов к исполнительным механизмам расхода первичного воздуха, датчики полного открытия регулирующего органа которых подключены к входам первого логического элемента-, выход которого соединен с устройствами выбора режима, а через груп-5 пу нормально разомкнутых контактов к исполнительным механизмам положения створок сепаратора, датчики положения которых подключены через нормгшьно разомкнутые контакты к входам 10

регуляторов первичного воздуха и к входам второго логического элемента, выход которого соединен с устройствами выбора режима.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2930668, кл. F 23 N 1/02, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР 794299, кл. F 23 N 1/02, 1979.