Устройство автоматического регулирования температурного режима прямоточного котла Советский патент 1985 года по МПК F22G5/20 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в теплоэнергетике и предназначено, в частности, для автоматического регулирования температуры среды по .длине водопарового тракта прямоточных котлов, в том числе сжигающих -пыгтеугольное топливо.

Цель изобретения - повышение надежности путем предотвращения недопустимых повьшений температуры .рабочей среды в тракте котла.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Температура пара за первым по ,ходу среды впрыскиваюсщм пароохладителем 1 измеряется при помощи термопары 2, снабженной преобразователем 3 сигнала, выход которого подключен к блоку 4 дифференцирования, а температура пара в промежуточной точке парового тракта, например за ширмами второй ступени (Ш2), измеряется при помощи термопары 5, снабженной преобразователем 6 сигнала, выход которого так же как и выход блока 4 дифференцирования, подключен к входу регулятора 7 температуры пара. Вькод регулятора 7 подключен к входу исполнительного механизма 8 регулирующего клапана 9 впрыска.

Для регулирования состояния среды в раннем сечении водопарового тракта (до первого пароохлаДителя)предусмот рен регулятор 10 питания, выход которого подключен к исполнительному механизму 11 регулирующего органа 12 подачи питательной воды. К входу регулятора 10 питания подключены выход блока 13 суммирования и блока 14 умножения. К входу блока 13 суммирования подключен выход блока 15 дифферецирования, к входу которого подключе датчик 16 давления среды за зоной максимальной теплоемкости, например за НРЧ - нижней радиа1Ц1онной частью. К другому входу блока 13 суммировани подключен выход блока 17 умножения, к входам которого подключены датчик 18 расхода и датчик 19 давления сред в ранней точке тракта, например за ВРЧ-верхней радиационной частью. Сигнал датчика 19 давления вносит попраку в сигнал расхода среды от датчика 18, учитЕ шающую влияние давления на удельный объем среды, сказьшающийся на величине.сигнала по расходу ереды. Таким образом, выход блока 13 суммирования представляет собою сигнал по теплу за ВРЧ.

К входам блока 14 умножения подключены датчик 20 расхода питательной воды и выход корректирующей цепи, состоящей из последовательно соединенных датчика 21 положения исполнительного механизма, а следовательно, жестко с ним связанного регулирующего клалана впрыска, импульсного регулирующего блока 22, блока 23 интегрирования, образующего вместе с блоком 22 пи-регулятор 24, блока 25 суммирования и блока 26 ограничения. К входам блока 25 подключены также датчики 27 и 28 статических задающих . сигналов.

Устройство работает следующим образом.

В основных режимах эксплуатации котла регулятор 7 температуры поддерживает заданное значение регулируемой им температуры пара в определенной точке парового тракта котла, например за ширмами второй ступени Ш2 путем воздействия на исполнительньй механизм 8 регулирующего клапана 9 -впрыска. I..

Регулятор 10 состояния рабочей

среды, получающий через блок 14 умножения корректирующий сигнал, характеризующий величину расхода воды на впрыск, поддерживает такое состояние рабочей среды до пароохладителя, например за ВРЧ, воздействуя на регулирующий орган 12 подачи питательной воды (или топлива), при котором величина открытия клапана впрыска в установившемся режиме составляет около 50%. Следовательно, в зависимости от фактического распределения тепловосприятия между поверхностями нагрева, которое определяется перечисленными эксплуатационными факторами, регулятор состояния рабочей среды будет поддерживать разное значение параметра, характеризующего ее состояние, в частности температуру среды перед пароохладителем, стремясь в конечном счете под действием корректирующего сигнала обеспечить выведение регулирующего клапана впрыска в среднее положение.

При уменьшении доли тепловосприятия перегревательных поверхностей нагрева (например, ширм 1 и 2 ступеней в приведенной на схеме) регулятор ; 31 температуры, стремясь удержать регулируемую им температуру, будет прикрывать регулирующий клапан впрыска. При этом ПИ-регулятор корректирующей цепи, настроенный на поддержание регулирующего клапана впрыска в среднем положении, будет увеличивать задающий сигнал регулятору состояния рабочей среды, который благодаря этому будет повышать температуру (энтальпию) рабочей среды- в ранней точке в соответствии с увеличением заданного значения, уменьшая расход питательной воды (или увеличивая подачу топлива) . Если уменьшение доли тепловосприятия перегревательньпс-поверхностей нагрева окажется весьма значительным, то задающий корректирующий сигнал может превысить максимально допустимое значение температуры среды в ранней точке тракта, например за ВРЧ, соглагсно схеме. Это однако не приведет к недопустимому повьшению температуры среды в этой ранней точ ке тракта, так как блок ограничения настрое.нньй на максимально допустимое значение задающего сигнала, не пропусти.т на регулятор задающего сигнала, превьщ1ающего указанное . значение, и тем самым исключит возможность повышения регулятором температуры в ранней точке тракта выше предельно допустимого по услови4ям надежности значения. Это предельно допустимое значение температуры среды в ранней точке будет поддерживаться регулятором до тех пор, пока благодаря соответствующим эксплуатационным мероприятиям (очистка перегревательных поверхностей нагрева, нормализация воздушного режима) будет увеличено тепловосприятие перегревательных поверхностей нагрева до значений близких к расчетным. В .указанный не очень длительньвй период действия блока ограничения открытие регулирующего клапана вприска окажется менее 50%. Однако это только увеличит диапазон регулятора температуры в сторону ее снижения, т.ео не понизит надежности работы соответствующих поверхностей нагрева (Ш1 и Ш2). Устройство обеспечивает увеличение диапазона действия корректирующей цепи за счет использования в ней пи-регулятора и исключает возможность при неблагоприятных режимах работы котла превьш ения температуррй среды в ранней точке водопарового тракта предельно допустимого значения, что повьпиает надежность и долговечность работы металла также и промежуточных поверхностей нагрева котла.

УСТРОЙСТВО АВТОМАТ№1ЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕШЕРАТУРНОГО ПРЯМОТОЧНОГО КОТЛА, снабженного пароохладителями, содержащее регулятор, температуры пара, управляющий клапаном впрыска воды в первый по , ходу пара пароохладитель, регулятор состояния рабочей среды до пароохладителя, управляющий клапаном подачи питательной воды или топлива, датчики статических задающих сигналов, подключенные к входу регулятора состояния рабочей среды, и подключенную к входу последнего корректирующую цепь от датчика, характеризующего величину расхода воды на впрыск, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения недопустимых повьшгений температуры рабочей среды в тракте котла, корректирующая цепь выполнена в виде последовательно соединенных пи-регулятора, блока суммирования и блока ограничения, причем к входу пи-регулятора подключен (Л датчик, характеризующий расход воды на впрыск, датчики статических задающих сигналов подключены к входу блока суммирования, а выход блока ограничения подключен к входу регулятора состояния рабочей среды.