Система автоматического регулирования подачи топлива и воздуха Советский патент 1987 года по МПК F23N1/02 

гетике, в частности к системам автоматического регулирования подачи топлива и воздуха в топку пылегазовых котлов.

Цель изобретения - повышение точности регулирования тепловой нагрузки ко тла, оснащенного горелками для одновременного сжигания пылесмеси и газа, подаваемого от оби(ей магистрали.

На чертеже изображена структурная схема системы автоматического регулирования подачи топлива и воздуха.

ТО

и 27 качества горения и нагрузки котла, выходом подключенный посредством блока 28 переключения с размножителем и задатчиком 29 ручной коррекции к регулятору 20 обр;его воздуха и :с регуляторам 1 топлива, регуляторы 30 расхода вторичного воздуха в количестве, соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 31 соот- ветствую1дах регулирующих органов 32 на линии подачи вторичного воздуха в группу горелок, работающих от одной

Система содержит регуляторы 1 рас- 15 мельницы, датчики 33расхода вторичного

хода сырого топлива в мельницы в количестве, соответствующем числу мельниц с индивидуальными исполнительными механизмами 2 бесступенчатого регулирования оборотами питателей 3 расхода сырого топлива в мельницы, с датчиками 4 загрузки мельницы, например активной мощности двигателя мельницы, и дифференциаторами 5 с подключенными к ним датчиками 6 расхода первичного воздуха в мельницы, регуляторы 7 расхода первичного воздуха в мельницу в количестве, соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 8 соответствующих регулирующих органов 9 на линиях подачи первичного воздуха в каждую мельницу, регулятор 10 расхода газа с исполнительным механизмом 11 соответствующего регулирующего органа 12 на общей линии подачи газа к котлу, с датчиками 13 расхода газа на группы горелок, работающих от отдельных мельниц, в количестве, соответствуто- щек числу мельниц, и суммируюищй бло 14, к входам которого подключены датчики 13, а выход - к регулятору 10, регулятор 15 тепловой нагрузки котла с датчиком 16 тепловой нагрузки (например, сигнал По теплу) и блоком 17 задания от системы более высокого уровня, выходом подключенный через блок 18 переключения с размножителем и эадатчиком 19 ручного управления расходом топливовоздушной смеси к регуляторам 7 первичного воздуха и регулятору 10 расхода газа, регулятор 20 общего воздуха с исполнительным механизмом 21 направляюпщх аппаратов

22дутьевого вентилятора, датчиком

23расхода общего воздуха и сумматором .24, к входам которого подключены датчики 6 первичного воздуха и выход суммирующего блока 14, регулятор 25

и 27 качества горения и нагрузки котла, выходом подключенный посредством блока 28 переключения с размножителем и задатчиком 29 ручной коррекции к регулятору 20 обр;его воздуха и :с регуляторам 1 топлива, регуляторы 30 расхода вторичного воздуха в количестве, - соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 31 соот- ветствую1дах регулирующих органов 32 на линии подачи вторичного воздуха в группу горелок, работающих от одной

го воздуха, подаваемого на эту же группу горелок, цепочки 34 в количестве, соответствующем числу мельниц, состоящие из последовательно соединенных суммирующего блока 35, нормально разомкнутого контакта 36 промежуточного реле, обмотка 37 которого запитана через нормально разомкнутый конт акт 38 концевого выключателя

исполнительного механизма 8, интегратора 39 и нелинейного блока 40, и сумматор 41 , при этом к входам суммирующего блока 35 подключены выход .регулятора 15 посредством блока 18 и соответствующий датчик 6 расхода первичного воздуха, а к вхо. глм сумматора 41 - датчик 33 расхода вторичного воздуха и датчик 13 расхода газа к группе горелок соответствующей мельницы, выход сумматора 41 подключен к

регулятору 30, к другому входу которого подключен выход блока 40 цепочки 34.

Q

5

0

5

I

Система работает следующим образом.

Регуляторы 1 стабилизируют заданное количество топлива в каждой отдельной мельнице, например, по показателю активной мор;ности ее двигателя от датчика 4 путем воздействия на подачу сырого топлива посредством механизма 2. При этом регулятор 1 выполнен инвариантным к внешним возмущениям - это обеспечивается сигналом датчика 6 и дифференциатора 5. Регуляторы 7 стабилизируют при этом расход первичного воздуха в каждую отдельную мельницу по сигналу от датчика 6, Регулятор 10 стабилизирует подачу газа к горелкам котла, расход которого оценивается по сумме расходов газа на группы горелок, работающих от отдельных мельниц, датчиками 13.

Таким образом обеспечивается автоматическая стабилизация расхода первичной топливовоздушной смеси и расхода газа в топку котла.

Регулятор 15 является при этом регулятором следующего уровня, который обеспечивает реализацию автоматического группового управления расходами готового топлива (первичной топливо- воздушной смеси и газа) в топку котла, т.е. регулятором тепловьщеления. Регулятор 15 получает сигнал от датчика 16 тепловой нагрузки (например, для барабанного котла сигнал По теп лу)

QK-K,D,-K i-

где D - сигнал от датчика расхода

пара; Р... - сигнал от датчика давления

в барабане котла;

К , К - коэффициенты пропорциональности,

и сигнал задания от блока 17 (например, от регулятора мощности). При изменении задания от блока 17 или датчика 16 регулятор 15 изменяет расход первичной топливовоздушной смеси в топку, воздействуя на регуляторы 7, и расход газа, воздействуя на регулятор 10.

При этом динамика подачи готового топлива (первичной топливовоздушной смеси и газа.) по обоим каналам регулирования в предлагаемой системе практически безынерционна, так как определяется по существу лишь динамическими особенностями газовоздушного тракта котла. Это обеспечивает совместимость каналов регулирования пылеугольной смеси и газа (возможность совместной работы регуляторов 1, 7 и 10), высокое быстродействие в поддержании тепловой нагрузки котла, высокую маневренность последнего, а следовательно, расширяется диапазон регулирования, причем соотношения пылеугольной смеси и газа могут быть любыми, повышается качество регулирования тепловой нагрузки котла и точность ее стабилизации.

При этом блок 18 переключения с размножителем обеспечивают технологичность наладки и освоения системы регулирования в эксплуатации, так как комплексом регуляторов 1, 7 и 10 можно управлять от задатчика 19 ручного управления (индивидуальные за0

5

0

5

0

5

0

0

датчики регуляторов, яЕЛяюгшеся их составной частью, на схеме не показаны) .

Регулятор 20 стабилизирует расход общего воздуха по сигналу от датчика 23, воздействуя на исполнительные механизмы 21 направляюгцих аппаратов 22 дутьевых вентиляторов. Регулятор 20 выполнен по классической схеме топливо-воздух, при этом сигнал по расходу топлива формируется с помшцью сумматора 24, получающего сигналы по суммарному расходу газа от датчиков 13 и блока 14 и расходу топливовоздушной смеси (пылесмеси) от датчиков 6 при работающих регуляторах 1 (в данной схеме расход топливовоздушной смеси прямо пропор1;иона- лен расходу первичного воздуха в мельницы). Возможность суммирования в сумматоре 24 разнородных сигналов определяется близостью динам11ки обоих каналов подачи горючего в топку - газа и первичной пылесмеси. При этом степень влияния каналов определяется соотношением Vp/Y количества теоретически необходимого воздуха для сжигания 1 кг газа V и 1 кг твердого топлива V° т.е.,например, одинаковые

сигналы от блока 14 и датчиков 6 бу дут приводить к соответствутощему (различному) изменению расхода общего воздуха, требуемого для сгорания того или другого топлива.

Регулятор 25 обеспечивает статическую коррекцию соотношения топливо-воздух в первичной топливовоздушной смеси и расхода общего воздуха путем корректирующего воздействия посредством блока 28 на регуляторы 1 и 20. При этом регуляторы 1 корректируют количество топлива в мельницах (их загрузку и, соответственно концентрацию топлива в потоке аэросме- си), а регулятор 20 - расход общего воздуха. Информацию о необходимости коррекции регулятор 25 получает по соотношению сигналов от датчиков 26 и 27, т.е. предусмотрена статическая неравномерность поддержания избытка воздуха при изменении нагрузки котла. Блок 28 и задатчик 29 обеспечивают технологичность наладки и освоения в эксплуатации.

Регуляторы 30 обеспечивают поддержание, расхода вторичного воздуха на группу горелок, работаюш {х от одной мельницы, путем воздействия исполнительным механизмом 31 на регулирую5

щие органы 32. Регулятор 30 работает по соотношению сигналов от датчиков 3§ расхода вторичного воздуха и датчиков 13 расхода газа и датчиков 6 расхода первичного воздуха. Таким об- разом, регулятор 30 обеспечивает перераспределение суммарного расхода вторичного воздуха по группам горелок работающих от одной мельницы, в соответствии с расходом горючего. При этом уровень влияния датчиков на сумматоре 41 аналогичен указанному дчя суммирующего блока 24 регулятора 20.

При ограничениях по расходу первичного воздуха на ту или иную мельницу (выход регулирующего ofiraHa 9 на ограничение) замыкается концевой выключатель 38, что приводит к срабатыванию промежуточного реле 37 и замыканию его нормально разомкнутого контакта 36. В результате сигнал небаланса по расходу топливовоздушной смеси, сформированный сумматором 35,

подается посредством замкнутого контакта 36 на интегратор 39, затем с помощью блока 40 инвертируется и ограничивается (при превышении допустимого значения) и подается на регулятор 30.

Регулятор 30.прижимает регулирующие органы 32 и обеспечивает подачу вторичного воздуха к данной группе горелок, увеличивая долю первичного воздуха в мельницу, регулируюи ий орган 9 которой оказался полностью открытым.

Перераспределение расходов первичного и вторичного воздуха ведет к восстановлению диапазона регулирования по первичному воздуху, увеличению резервной производительности пылесис- темы и восстановлению тепловой нагрузки котла. При этом сигнал небаланса от сумматора 35 уменьшается до нуля, и при восстановлении диапазона регулирования и размьжании концевого выключателя 38 реле 37 обесточивается и отключает своим контактом 36 интегратор 39 от сумматора 35. Накопленный сигнал небаланса запоминается на интеграторе 39 и обеспечивает необходимое для данной мельницы перераспределение первичного и вторичного воздуха.

Формула изобретения

1. Система автоматического регулирования подачи топлива и воздуха в

топку котла с пылесистемой прямого вдувания, содержащая регуляторы расхода сырого угля в мельницы, выходами подключенные к исполнительным механизмам питателей сырого угля, а входами - к датчикам загрузки каждой мельницы и через )еренциаторы - к датчикам расхода первичного воздуха в мельницы, регуляторы расхода первичного воздуха в мельницы, выходами подключенные К исполнительным механизмам регулирую1Ч 1х органов на линиях подачи первичного воздуха в каждую мельницу, а входами - к датчикам расхода первичного воздуха в каждую мель ницу, регулятор тепловой нагрузки котла с датчиком тепловой нагрузки и блоком задания от системы более высокого уровня, выходом подключенный к каждому регулятору первичного воздуха, регулятор общего воздуха, выходом подключенный к исполнительным механизмам направляюищх аппаратов дутьевого вентилятора, а входом к датчику расхода общего воздуха и выходу первого сумматора, к входу которого подключены все датчики расхода первичного воздуха в мельницы, регулятор экономичности горения с датчиком качества горе1жя, регуляторы вторичного воздуха, выходают подключенные к исполнительным механизмам регулирую1цих органов на линиях подачи вторичного воздуха в группы горелок, отличающаяся тем, что, с целью повьшшния точности регулирования тепловой нагрузки котла, оснащенного горелками ;чля одновременного сжигания пылесмеси и газа, подаваемого от общей магистрали, она дополнительно снабжена регулирующим органом, установленшзгм на общей магистрали, регулятором расхода газа, выходом подключенным к ис- полнительному механизму регулирующего органа на общей магистрали, блоко переключения, вторым сумматором и

датчиками расхода газа на группы горелок, работающих от одной мельницы,

50 выходами подключенными к входам второго сумматора, выход которого соединен с первым входом регулятора расхода газа, второй вход которого подключен через блок переключения к вы55 ходу регулятора тепловой нагрузки котла.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена суммирующими блоками в количестве.

соответствующем числу мельниц, к входам которых подключены датчики расхода первичного воздуха в каждую мельницу, вторичного воздуха и газа к группе горелок, работающих от этой мельницы, а выходы суммирующих блоков подключены к соответствующим регуляторам вторичного возду - ха.

I

3.Система по пп. и 2, отличающаяся тем., что выход второго сумматора дополнительно подключен к отдельному входу первого сумматора.

4.Система ПО пп. 1-3, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком заданной нагрузки котла, подключенным к входу регулятора экономичности горения, выход которого дополнительно подключен к входам реРедактор А.Огар Заказ 6138/39

Составитель М.Лазутов Техред Л.Сердюкова

Корректор

Тирах 495Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и. открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

гуляторов подачи сырого угля к общего воздуха.

5. Система по пп. 1-4, отличающая ся тем, что она Дополнительно снабжена по числу мельниц цепочками, каждая из которых имеет последовательно соединенные сумматор, промежуточное реле с нормально ра- зомкнутЫм контактом, интегратор и нелинейный блок, причем исполнительный механизм регулируюп;его органа расхода первичного воздуха имеет концевой выключатель с нормально разомкнутыми конт &ктами, через которые обмотка промежуточного реле подключена к электропитанию, к входу сумматора цепочки подключены выход регулятора тепловой нагрузки и датчик расхода первичного воздуха в соответствующую мельницу, а выход нелинейного блока подключен к входу регулятора вторичного воздуха.

Корректор И.Зрдейи

Изобретение позволяет повысить точность рег улирования тепловой нагрузки котла, оснащен юго горелками для одновременного сжигания пылесмеси и газа. Система содержит регулятор 1расхода сырого топлива, механизмы 2бесступенчатого регулирования оборотов питателей 3, датчики 4 загрузки мельницы, дифференциаторы 5, датчики 6 и регуляторы 7 расхода .первичного воздуха, исполнительные механизмы 8 регулирующих органов 9 подачи первичного воздуха, регулятор 10 расхода газа, исполнительный механизм II регулирующего органа -12 подачи газа, датчики IJ расхода на группы горелок, сумм рукнднй блок 14, регулятор 15 тепловой нагрузки котла с .:;aтчикo 16 j блок 7 задания, блок 18 переключения, задатчик 19 ручного управления, регулятор 20 и датчик 23 общего воздуха5 24, .регулятор 25 экономичности горения, датчики 26, 27 качества горения и нагрузки хотла., блок 28 переключения, задатчик 7Q ру.чнок коррекции, регу.пяторь 30 и датчики 33 расхода вторичного воздуха, ТцЁпочки 34 кз суп- MHpyioiuero блока 35 .нормально разомкнутого контакта 36 промежуточного реле, обмотка 37 которого запнтана через нормально разомкнутый контакт 38 концевого выклю чателя исполнительного механизма S, интегратора 39, нелинейного блока 40 и cy iмaтopa 41. Система позвол.яет перераспределить расхо.ды первичного и вторичного воздуха, что приводит- к восстановлению диапазона регул:1рсвания по первичному воздуху5, увеличению резервной про- .изводителькост -: пылесистекъ и восстановлению тепловой нагрузки кот.па. 4 3.п. ф-лы. 1 ил (6 00 СП t3