Система автоматического управления процессом горения в парогенераторе Советский патент 1987 года по МПК F23N1/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению расхода воздуха при сжига-. ПИИ в топке парогенератора жидкого, твердого или газообразного топлива с постоянной или переменной теплотой сгорания.

Цель изобретения - повышение экономии топлива.

На чертеже представлена схе.ма предлагаемой системы.

Система содержит парогенератор 1, подключенные к его выходу датчик 2 расхода пара, последовательно соединенные датчик 3 давления пара и первый сумматор 4, выход которого подключен к входам последовательно соединенных модели 5 топки, модели 6 процесса парообразования, модели 7 процесса аккумуляции тепла в парогенераторе, связанной с входом первого-сумматора 4. Датчик 8 давления пара в магистрали через корректирующий регулятор 9 и выход модели 5 одновременно подключены к входам регулятора 10 топлива и регулятора 11 воздуха, выходы которых соединены соответственно через исполнительный механизм 12 с регулирующи.м органом 13, а через исполнительный механиз.м 14 - с регулирующим органом 15.

Выходы исполнительных механизмов 12 и 14 подключены к входам делительного звена 16, соединенного с входом модели 5, выход первого сумматора 4, а также вход и выход модели 5 через второй су.мматор 17 подключены к входу регулятора 11.

Система работает следующим образом.

Корректирующий регулятор 9 по сигналу датчика 8 формирует задание Q по тепло- восприятию, которое поступает одновременно от регуляторов топлива 10 и воздуха 11, обеспечивающих подачу топлива и воздуха изменением положения регулирующих органов 13 и 15 при помощи исполнительных механизмов 12 и 14. Топливо и воздух, подводимые в топку парогенератора 1, определяют истинное значение тепла Q, количество генерируемого пара, давление Pg, измеряемое датчиком 3.

Поскольку одновременно с изменением количества топлива и воздуха сигналы с выходов исполнительных .механизмов 12 и 14 поступают на входы делительного звена 16, на выходе которого формируется сигналов-, приближенно определяющий коэффициент расхода воздуха, и этот сигнал поступает на вход модели 5, то на выходах моделей 5-7 вычисляются оценки тепла Q количества генерируемого пара CV,давления Рб в барабане.

Истинное значение давления Pg сравнивается с его оценкой Рб в первом сумматоре 4, разность межд,у ними с выхода сумматора 4 поступает на входы моделей 5-7, сигнал с датчика 2 расхода пара поступает

на вход модели 7, обеспечивая выполнение условия Рд Ре .

Тогда можно считать, что Q Q , и поскольку сигнал с выхода .модели 5 поступает на вход регулятора 10 топлива, то регулятор 10 обеспечивает подачу топлива в соответствии с заданием Q. Модели 5-7 выполняются .на динамических звеньях первого порядка в соответствии с передаточными функциями. Поэто.му справедливо соотношение

0

Q buQ + bi2(i+). Это позволяет на выходе второго сумматора 17 сформировать Q (усилители, реа5 лизующие коэффициенты Ьи, Ьц, не показаны, эти коэффициенты устанавливаются по соответствующим входам су.ммато- 17). На вход регулятора II поступает сигнал Рз -(Q-кр), где к - коэффициент.

В случае установиБщегося режима сигналы QS и Q равны, сигнал Q с выхода сумматора 17 равен нулю. Следовательно, на входе регулятора 10 топлива сигнал Qj- -Q О, па вход регулятора 11 воздуха

5 сигнал Qa-(Q-Q) 0. Исполнительные механизмы 12 и 14, а также регулирующие органы 13 и 15 неподвижны, обеспечивают постоянный расход топлива и воздуха. Этот установившийся режим возможен только в точке экстремума статической характерис0 тики «тепло-коэффициент расхода воздуха (статическая характеристика имеет экстремальный ха)актер), так как только в точке экстремума скорость изме.нения тепла Q, а следовательно, и сигнал Q на выходе сумматора 17 равны нулю.

Следовательно, в установившемся режиме регулятор 1 подает опти.мальное количество воздуха, а регулятор 10 - .минимальное количество топлива для обеспечения заданного значения тепла Рз.

Г:сли под влиянием возмущений точка экстрему.ма сдвинулась влево (.меньшилось количество воздуха и уменьшилось тепло- восприятие Q), то скорость из.менения теп- . 10 вое прият и я будет положительной, т.е. , , выходной сигнал сумматора 17 к Q складывается с сигналом задания Q, сигнал па .входе регулятора 11 воздуха Q.3-(0--kQ)0, регулятор 11 увеличивает подачу воздуха до тех-пор, пока выходной сигнал су.м.матора 17 Q не станет равньш пулю. В этот момент Qj- (Q-0) 0, точка экстремума достиг 1ута, регулятор 11 подает оптимальное количество воздуха, а регулятор И) - минимальное количество топлива для обеспечения заданного Qj.

5 Если точка экстремума сдвинулась вправо (увеличилось количество воздуха и уменьшилось теиловосприятие Q), то скорость изменения, тепловосприятия будет отрицательной.

0

5

0

т, е. , выходной сигнал сумматора 17 к Q вычитается из сигнала задания Qs,

сигнал Qa-(Q-KQ)0, регулятор II уменьшает подачу воздуха так, чтобы вновь выходной сигнал сумматора 17 ехал равным нулю. В это время Qa-(Q-kO). О и точка экстремума вновь достигнута.

Таким образом, при заданном расходе топлива, определяемом Q, система расхода воздуха, осуществляя поиск, обеспечивает оптимальный расход воздуха и максимальное количество тепла. Это, в свою очередь, приводит к минимизации расхода топлива для обеспечения Qa. Эти условия выполняются при сжигании твердого, жидкого, газообразного то 1лива с постоянной или пере.менной теплотой сгорания.

Формула изобретения

Система автоматического управления процессом горения в парогенераторе, содержащая датчики давления пара в барабане и расхода пара на выходе из парогенератора,

регуляторы топлива и возду.ха, датчик дав

ления пара в магистрали, выходом соединенный через корректирующий регулятор с входами регуляторов топлива и воздуха, выходы которых подключены к исполнительным механизмам регулирующих органов топлива и воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повыщения экономии топлива, она снабжена первым и вторым сумматорами, делительным звеном и моделями топки, парообразования и процесса аккумуляции тепла в парогенераторе, причем выход датчика давления в барабане подключен через первый сумматор к входам последовательно соединенных моделей и к входу второго сумматора, выход датчика расхода пара под- ключен к входу модели процесса аккумуляции тепла, соединенной выходом с входом первого сумматора, датчики положения ре- гулируюпдих органов топлива и воздуха подключены к входам делительного звена, выходом соединенного с входами второго сумматора и модели топки, выход которой подключен к входам регуляторов топлива и воздуха и второго сумматора, выходом соединенного с входом регулятора воздуха.

Изобретение относится к теплоэнергетике,, а именно к автоматическому регулированию тепловых процессов. Целью изобретения является повышение экономии топлива. Парогенератор оборудован датчиками 2, 3 расхода и давления пара. Первый сумматор выходом подключен к входам последовательно соединенных модели 5 стойки, модели 6 процесса парообразования и модели 7 процесса аккумуляции тепла в парогенераторе. На вход модели 5 поступает сигнал сс, приближенно определяющий коэффициент расхода воздуха. Последний формируется на выходе делительного звена 16, которое получает сигналы с выходов исполнительных механизмов 12 и 14. На выходах моделей 5, 6, 7 вычисляются оценки тепла Q, количества генируемого пара D, давления Pg в барабане. Истинное- значение PS сравнивается с его оценкой Р в первом сумматоре. При выполнении условия Pg Рб можно считать О Q. Сигнал с выхода модели 5 поступает на вход регулятора 10 д топлива, который обеспечивает подачу топ- лива в соответствии с заданием Qj. 1 ил. сл N3 00 00 ьо со