Система автоматического регулирования процессов горения в группе теплотехнических агрегатов периодического действия Советский патент 1986 года по МПК F27D19/00 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к автоматизации процессов горения в печах периодического действия, и может применяться для нагрева металла перед его обработкой в черной и цветней мета-ллур- гии, а также в машиностроении.

Цель изобретения - повышение надежности системы.

На фиг.1 представлена функциональ- Ю секции подключены исполнительные меная схема предлагаемой системы на фиг,2 и 3 - схемы внутренней структуры блока управления и его связи с элементами системы.

Система автоматического регулиро- вания процессов горения в группе теплотехнических агрегатов периодического действия содержит для каждого из теплотехнических агрегатов последовательно соединенные датчик 1 тем- пературы в рабочем пространстве 2, вторичный прибор 3 с встроенным в него переключателем 4 и первый регулятор 5, например, температуры с за- датчиком 6, датчики 7 и 8 расходов топлива и воздуха, соединенные с вторым регулятором 9, например, соотношения с задатчиком 10, запоминакяций блок 11, подключенньй своим выходом к одному из входов регулятора 9, и на все агрегаты данной группы - газоанализатор 12 с преобразователем 13, подключенным к корректирующему блоку 14 с задатчиком 15, и блок 16 управления, к входу которого подключен выход блока 14, а к выходу - вход задатчика 15. Кроме того, блок 16 имеет группу входов по количеству агрегатов, к каждому из которых подключены выходы переключателей 4 и две группы, выходов по количеству агрегатов, к каждому выходу первой группы подключен вход запоминаю1цего блока 11, а к каждому выходу второй группы подключен исполнительный меха низм 17 запорного клапана 18, каждый из которых установлен на подводящем патрубке 19 продуктов горения из ра- брчего пространства 2 в сборную ка- меру 20, в которой установлен газо- анализатор 12. При этом, регулятор 5 может управлять подачей топлива, а регулятор 9 - подачей воздуха и наоборот.

Блок 16 управления предназначен для поочередного подключения контура коррекции к регуляторам 5 и 9 и включения исполнительного механизма

17 на соответствукяцем патрубке 19 и может быть выполнен на базе стандартного импульсного реле, например, типа РСИ, представляющего собой шаговый искатель 21 с приводом 22 на п дискретных положений, состоящий из трех секций переключения с числом п пар контактов, соответствукщему количеству п агрегатов. К контактам первой

S 0 5 0 ч о 5 0

5

ханизмы 17, через контакты второй секции корректирующий блок 14 поочередно подключается к запоминакяцим блокам 11, к контактам третьей секции - обмотки реле 23, через контакты 24 и 25 которого происходит подключение переключателей 4 к реле 26 и 27, контакты 28-31 которых, блокируя резисторы 32 и 33, входящие в схему задатчика 15, изменяют выходной сигнал последнего. При этом контакты 28-30 принадлежат реле 26, а контакты 31 - реле 27. Включение привода 22 для перевода его в следующее положение от сигнала реле времени (не показано) через определенный промежуток времени.

Система работает следуюцим обра, ЗОМо

В рабочем пространстве 2 каждого агрегата из данной группы, например, нагревательного колодца при нагреве слитков происходит горение теплоизолирующей смеси, расход которой контролируется датчиками 7 и 8, разница сигналов которых сравнивается в регуляторе 9 с сигналом задатчика 10 соотношения. Сигнал о текущей температуре в рабочем пространстве 2 поступает от датчика 1 через вторичный прибор 3 в регулятор 5, где сравнивается с сигналом задатчика 6 температуры. Сигнал рассогласования, по- являклцийся на выходе регулятора 5, воздействует на расход другой состав- лякяцей топливовоздушной смеси. При этом переключатель 4, например, со средним положением, встроенньй во . вторичный прибор 3, настраивается таким: образом, что в период подъема температуры рабочего пространства от начального значения до первого промежуточного перекидной контакт замыкает один из неподвижных контактов. По Достижении темпераогурой данного промежуточного значения перекидной контакт устанавливается в промежуточное положение, а по достиже

312

НИИ температурой некоторого конечного заданного значения перекидной контакт замыкает второй неподвижный контакт. Таким образом происходит трехпозиционная коммутация. Проме- жуточное значение температуры может быть выбрано в диапазоне 850-950 С, что соответствует значению температуры поверхности нагреваемого металла 700 С, когда начинается интенсив-

ное окалинообразование.

В системе имеется контур коррекци процессов горения, обслуживающий все теплотехнические агрегаты данной группы. Для этого отходящие продукты горения каждого агрегата отводятся индивидуальными патрубками 19 в сборную камеру 20, где располагается газоанализатор 12.

В процессе регулирования горения производится коррекция его режима по анализу продуктов горения. При этом отходящие газы по одному из патрубков 19 через соответствующий откры- тьй запорньй клапан 18 попадает в камеру 20, в которую помещен первичный прибор газоанализатора 12. Сигнал с газоанализатора через преобразователь 13 поступает в корректирующий блок 14, где сравнивается с заданным задатчиком 15 значением качества горения. Сигнал рассогласования с выхода блока 14 поступает в блок 16 управления, которьш производит подключение корректирующего кон- тура к очередному i-му запоминающему блоку 11, через который корректирующий сигнал поступает в регулятор 9. Одновременно с этим происхо

дит выключение предыдущего исполни- тельного механизма 17 и включение соответствующего исполнительного механизма 17, который открывает запорный клапан 18 на патрубке 19 отходящих продуктов горения соответствукщего агрегата. Исполнительные механизмы 17 запорных клапанов 18 на остальных подводах остаются включенными и, таким образом, через камеру 20 проходят продукты горения только одного

агрегата. В момент отключения блоком 16 выхода блока 14 от запоминающего блока 11 последнее значение сигнала запоминается им и сохраняется на входе регулятора 9 до следующего подключения.

Однако в одно и то же время в различных теплотехнических агрегатах

4

14

могут протекать разные стадии тепловых режимов: подьем температуры, ее стабилизация на заданном уровне или промежуточная стадия. Каждый их этих режимов характеризуется своим коэффициентом расхода воздуха. Например, первый режим имеет коэффициент расхода 1,2-1,15, второй режим 1,1, третий режим 1,05-1,0. Каждый из этих режимов сопровождается соответствую- щими положениями переключателя 4, как описано вьше. Одновременно с известными переключениями блок 16 производит подключение переключателя 4 регулятора 3 данного агрегата к задат- чику 15, на котором выставлено первоначальное значение качества горения соответствукяцего режима, например первого, и если данньй агрегат работает на втором или тр етьём режимах, то происходит соответствующее изменение заданного значения на задатчи- ке 15. При отключении от переключателя 4 данного агрегата состояние за- датчйка 15 принимает первоначальное значение, однако значение корректирующего сигнала уже запомнилось блоком 11.

Блок 16 управления работает следующим образом. Пары контактов шаго- iBoro искателя 21 замкнуты, например, в 1-м положении, соответствующем коррекции режима горения в 1-м агрегате. При этом под действием источника питания срабатьшает исполнительный механизм 17, Ьткрывающий запор°ный клапан. Одновременно к выходу корректирующего блока 14 подключается соответствующий запоминающий блок 11, на который поступает сигнал через замкнутую пару 1-х контактов второй секции, В третьей секции питание подается на 1-е реле 23, которое срабатьшает и замыкает свои контакты 24 и 25 (фиг.З), последовательно подключенные к неподвижным контактам переключателя 4.

При этом в Положении перекидного контакта, замыкающего неподвижный в цепи контакт 24, соответствующем первому режиму работы теплотехнического агрегата, питание подается на обмотку реле 26, которое срабатьшает и замыкает контакты 28 и 29 и размыкает контакт 30. Этим шунтируются резисторы 32 и 33, а на выходе задатчика 15 существует сигнал первоначальной установки.

Во втором режиме работы перекидной контакт переключателя 4 находится в промежуточном положении и реле 26 и 27 обесточены, а контакты 28 и 29 разомкнуты, контакты 30. и 31 замкнуты и ими шунтируется резистор 32, а резистор 33 включается во внутреннюю цепь задатчика 15, чем изменяется его выходной сигнал на определенную величину

В третьем режиме работы перекидной контакт переключателя 4 замыкает цепь контакта 25, чем подается питание на обмотку реле 27, которое раз- мыкает контакт 31. Таким образом, в данном режиме во внутреннюю цепь задатчика 15 вводится резистор 32 в дополнение к резистору 33. Этим производится изменение выходного сигнала

задатчика 15 до следующего определен-- «ого значения.

При переводе приводом 22 шагового искателя 21 в следующие дискретные положения от 2-го до п-го включается соответствующий исполнительньй механизм 17, к корректирукяцему блоку 14 подк;шочается соответствующий запоминающий блок 11, включа ется соответ - ствующее реле 23, контакты которого подключают соответствукяций переключатель 4 к реле 26 и 27, которые управляют .изменением выходного сйгна- ла задатчика 15,

Таким образом, применение одного газоанализатора, подключаемого поочередно к каждому -из теплотехнических агрегатов, позволяет повысить надежность системы регулирования.

«г. /

фиг г

Фиг.З