Система автоматического регулирования уровня топлива в горелочном устройстве барботажного типа Советский патент 1984 года по МПК F23N1/00 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования процесса горения в горелочных устройствах барботажного типа и может найти применение при автоматизации установки для огневого обезвреживания горючих жидких отходов промышленных предприятий, а также теплоэнергетических установок.

Известно горелочное устройство барботажного типа, снабженное уравнительным сосудом с переливной трубой для регулирования уровня топлива в ванне барботажа. При повышении уровня сверх заданного часть топлива сливается из уравнительного сосуда по переливной трубе в специальную емкость, откуда затем откачивается насосом 1.

Однако для такого устройства регулирования уровня характерны громоздкость системы топливоподачи и недостаточная точность регулирования уровня в горелке.

Известны также барботажные горелки, в которых для обеспечения контроля уровня топлива обечайка электрически изолирована от корпуса и подключена к емкостному уровнемеру 2.

Недостатком данного устройства является невозможность контроля уровня в горелке при сжигании горючих отходов с переменной влажностью, так как влажность оказывает существенное влияние на показания емкостного датчика.

Наиболее близкой к изобретению является система автоматического регулирования уровня топлива в горелочном устройстве барботажного типа с барботажной решеткой и линиями подачи топлива и воздуха, содержащая регулятор уровня, подключенный к регулирующему органу на линии подачи топлива. Устройство содержит также компрессор, постоянно прокачивающий воздух через слой топлива с помощью специального пьезометрического сопла, опущенного в нижнюю часть ванны барботажа. Давление воздуха перед соплом, соответствующее гидростатическому давлению столба контролируемой жидкости, измеряется датчиком типа ДТ 2, сигнал от которого подается на вход регулятора уровня 3.

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования, особенно в периоды останова и пуска горелки.

Целью изобретения является повышение точности регулирования уровня топлива 8 горелочном устройстве барботажного типа.

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического регулирования уровня топлива в горелочном устройстве барботажного типа с барботажной решеткой и линиями подачи топлива и воздуха, содержащая регулятор уровня, подключенный к регулирующему органу на линии подачи топлива, дополнительно содержит датчик перепада давления на барботажной решетке, датчик перепада давления на сужающем устройстве, дополнительно установленным на линии подачи воздуха, и дифференциатор, причем выходы датчиков перепада давления на барботажной решетке и на сужающем устройстве подключены к первому и второму входам регулятора уровня в противофазе, а к третьему входу подключен выход дифференциатора, вход которого подключен к выходу датчика перепада давления на сужающем устройстве.

На чертеже представлена принципиальная схема системы автоматического регулирования уровня топлива в горелочном устройстве барботажного типа.

К первому входу регулятора 1 уровня топлива подключен датчик 2 перепада давлений на барботажной решетке, одна из импульсных линий которого соединена с коробом 3 первичного воздуха под барботажной решеткой 4, а вторая - с надслоевым пространством 5 горелки.

Ко второму входу регулятора 1 подключен датчик 6 перепада давлений на сужающем устройстве 7, установленном на линии 8 подачи первичного воздуха в горелку. К третьему входу регулятора 1 датчик б подключен посредством дифференциатора 9. Выход регулятора 1 соединен с регулирующим органом 10, установленным на линии 11 подачи топлива в горелку.

Система авто.матического регулирования работает следующим образом.

При подаче первичного воздуха в короб 3 перепад давлений на горелке Л.Рр .составляет

Л uPcji-t-APff ,

где Рр - перепад давлений на барботажной

решетке;

и PCS - гидростатическое давление слоя топлива (весовой уровень) над решеткой;

iiP j-перепад давлений, необходимый для преодоления поверхностного натяжения, которым ввиду малости можно пренебречь. Перепад давлений на решетке йРр равен

лР - uip - о(р-рр-г

где Q - расход воздуха;

/(з - плотность воздуха; коэффициент расхода барботажной решетки;

FP - площадь отверстий решетки. Гидростатическое давление слоя топлива Д РСЛ пропорционально его уровню

дР„ Р - Н,

где/,:-плотность топлива; Н - уровень топлива. Перепад давлений на сужающем устройстве дРсу равен

дР.„. су

Fcv-г

а

су J-cy

где «с,. - коэффициент расхода сужающего устройства;

Fey площадь отверстия сужающего устройства.

Поскольку коэффициент расхода и площадь отверстия сужающего устройства выбираются равными коэффициенту расхода и площади отверстия барботажной решетки, перепады на них равны

ЛРсу..ДРр.

Таким образом, на регулятор уровня .поступает сигнал Y , равный

у dPp +Л-Н-ДРсу .. К Н, где К - коэффициент пропорциональности.

Полученный таким образом сигнал сравнивается с заданным и регулятор 1, воздействуя на регулирующий орган 10, изменяет подачу топлива в горелку, реализуя принцип регулирования по отклонению параметра от заданного значения.

,,

Кроме того, система реализует принцип

регулирования по компенсации основного возмущающего воздействия, которым является изменение расхода первичного воздуха в горелку. При изменении расхода воздуха производительность горелки рез.ко изменяется, что может приводить к изменению уровня топлива в ней.

Сигнал от датчика 6, преобразованный дифференциатором 9 в .корость изменения

расхода воздуха, поступает на третий вход регулятора 1, и регулятор воздействует на регулирующий орган 10, компенсируя возмущение и предотвращая отклонение уровня от заданного значения.

Для обеспечения компенсации возмущения по расходу первичного воздуха настройки дифференциатора 9, его коэффициент усиления Кд и постоянные времени дифференцирования Тд должен быть соответственно

Кд, щ, Tfl, Ти,

где В- производительность горелки;

Кр -коэффициент усиления регулятора уровня;

Ти - постоянная времени интегрирования регулятора уровня.

Барботажные решетки горелочного устройства в меньшей степени, чем пьезометрическая трубка, подвержены тепловому воздействию и засорению.

Следовательно, предложенное устройство обладает большей надежностью, в то время как точность регулирования уровня топлива также выше ввиду использования принципа компенсации возмущения.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА В ГОРЕЛОЧНОМ УСТРОЙСТВЕ БАРБОТАЖНОГО ТИПА с барботажной решеткой и линиями подачи топлива и воздуха, содержащая регулятор уровня, подключенный к регулирующему органу на линии подачи топлива, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности регулирования, она снабжена датчиком перепада давления на барботажной решетке, датчиком перепада давления на сужающем устройстве, дополнительно установленным на линии подачи воздуха, и дифференциатором, причем выходы датчиков перепада давления на барботажной рещетке и на сужающем устройстве подключены к первому и второму входам регулятора уровня в противофазе, а к трётье.му входу подключен выход дифференциатора, вход которого подключен к выходу датчика перепада давления на сужаffi ющем устройстве. (Л сх 00