Устройство для автоматического регулирования котлоагрегата с кипящим слоем Советский патент 1988 года по МПК F23N1/00 

00

sj

СП

3 13

Изобретение относится к энергети- .ке и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности,Цель изобретения - повышение точ- ности.

На чертеже изображено устройство для автоматического регулирования кот лоагрегата с кипящим слоем.

Устройство содержит датчик I по- розности кипящего слоя, преобразователь 2, усилитель 3, соединенный с исполнительным органом 4 подачи воздуха, схему И 5, генератор 6 прямо- угольных импульсов с регулируемыми длительностью и частотой, схему 7 сравнения, первый блок 8 памяти, второй блок 9 памяти, умножитель 10, причем выход датчика 1 порозности подключен через преобразователь 2 к первому входу схемы И 5, второй вход которой соединен с выходом генератора 6, а выход - с первым входом схемы 7 сравнения, второй вход которой подключен к выходу первого блока 8 памяти, при этом выход схемы 7 сравнения соединен с первым входом умножителя 10, второй вход которого под-, ключен к выходу BTOpogo блока 9 па- мяти, а выход - к входу усилителя 3,

Устройство для автоматического ре гулирования работает следую1(им образом.

При подаче расхода воздуха испол- нительным органом 4 с малой скорость слой порошкообразного материала остается неподвижным. Если постепенно увеличивать скорость воздуха до ве- личины, при которой вес порошкообраз него материала в слое уравновешивается силой гидродинамического давления .восходящего потока, твердые частицы получат возможность взаимного пульсационного перемещения, т,е. сло станет текучим. Этот момент харак- теризуется скоростью воздуха, называемой скоростью начала кипения (или первой критической), При данной скорости физические процессы, происхо- дящие в слое порошкообразного материала, определяют резкое увеличение градиента основного параметра кипящего слоя - порозности. Фиксация момента резкого увеличения градиента по- розности определяет возможность ре- гиСтрации первой критической скорост кипения (начала кипения) для используемой порошкообразной среды. Эта

7.4

скорость будет изменять свою величину при различных средних размерах частиц, их формы и удельного веса (плотности) материала частиц. Поэтому для повыщения эффективности сжигания топлива необходимо определить для исполь- зуемого материала первую критическую скорость кипения,умножить это значение на постоянный коэффициент и согласно по- лученному оптимальному значению скорости кипения (рабочей) осуществлять дальнейшее регулирование работы котлоагре- гата,При оптимальном значении скорости кипения (расчетном дпя используемого материала) можно получить максималь-i ное сгорание топлива в кипящем слое с минимальным уно сом в атмосферу продуктов сгорания,

Определение первой критической скорости кипения -осуществляется по градиенту изменения порозности слоя на схеме 7 сравнения, где производится сравнение градиента порозности слоя с расчетным значением, соответствующим началу кипения, которое вводится с первого блока 8 памяти, В блоке 8 памяти предусмотрено несколько выход- ных уровней сигнала, которые определяются электрофизическими св°ойствами материала частиц. Так, например, для шамотных частиц уровень будет меньше, чем для сланцев, пропорционально значениям их диэлектрических проницае- мостей, которые находят по табличным данным.

Выделение интервала измерения гра- диета порозности производится с помощью схемы И 5 и генератора 6 прямоугольных импульсов с регулируемыми длительностью и частотой. На первый - вход схемы И 5 приходит сигнал с пре- образователя 2, пропорциональный порозности кипящего слоя. Открытие схе- мы И 5 обеспечивается прямоугольным импульсом с генератора 6, за время этого импульса через схему И 5 проходит изменение амплитуды сигнала, соответствующее градиенту изменения порозности, и далее сравнивается в схеме 7, Когда выходной сигнал со схемы И 5 больше или равен сигналу с первого блока 8 памяти, схема 7 срав- нения пропускает управляющий сигнал на умножитель 10, в котором произйо- дится умножение упомянутого сигнала (пропорционального первой критической скорости) на постоянный коэффициент второго блока 9 памяти. На выходе

.13

умножителя снимается сигнал, пропорциональный рабочей (оптимальной) скорости кипения, которьш и обеспечивает регулирование подачи воздуха с оптимальным расходом исполнительным органом 4.

Генератором 6 прямоугольных импульсов формируются частота и длитель 1ность импульсов, обеспечивающие изме- рение градиента выходного сигнала с .преобразователя 2.

Длительность импульса должна быть .меньше 0,25 периода пульсации, а скважность между импульсами - мини- мальной величиной ( л/ 0,01 периода). Соблюдение данного условия необходимо для реализации задачи точного опреде- ления момента начала кипения слоя порошкообразного материала. Среднее значение периода пульсации соответствует 0,8-1 с, отсюда длительность импульса должна быть меньше 0,2 с.

17.б

Формула и.зобретения Устройство для автоматического регулирования котлоагрегата с кипящим слоем, содержащее датчик порозности кипящего слоя, преобразователь, схем И и исполнительный орган на воздухопроводе, отличающеес я,тем что, с целью повьппения точности, оно снабжено генератором прямоугольных импульсов с регулируемой длительностью и частотой, схемой сравнения,

первым и вторым блоками памяти, умно жителем, и усилителем, причем выход

;датчика соединен через преобразова- тель с первым входом схемы И, второй вход последней подключен к выходу ге нератора, а выход - к первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к первому блоку памяти, а выход - к первому входу умножителя, второй вход последнего- подключен к второму блоку памяти, а выход через усилитель соединен с исполнительным органом.

Изобретение позволяет повысить точность регулирования. Устр-во содержит датчик порозности кипящего слоя, преобразователь 2, усилитель 3, исполнительный орган 4 подачи возду- ха, схему И 5, -г-р 6 прямоугольных импульсов с регулируемой длительностью и частотой, схему 7 сравнения, блоки 8, 9 памяти, умножитель 10. On ределение первой критической скорос- fи кипения осуществляется по градиенту изменения порозности слоя на схеме 7. Выделение интервала измерения градиента порозности производится с помощью схемы И 5 и генератора 6. При условии, когда выходной сигнал со схемы И 5 больше или равен сигналу с блока 8, схема 7 пропускает управляющий сигнал на умножитель 10, в котором производится умножение сигнала, пропорционального первой критической скорости, на постоянный коэффициент блока 9, На выходе умножителя снимается сигнал, пропорциональньй рабочей (оптим.) скорости кипения, который обеспечивает регулирование подачи воздуха с оптим. расходом органом 4. 1 ил.