Способ автоматического управления процессом горения Советский патент 1989 года по МПК F23N1/02 

1

Изобретение относится к автоматическому управлению расходом воздуха при сжигании в топке парогенератора жидкого, газообразного или твердого топлива с постоянной или переменной теплотой сгорания.

Целью изобретения является повышение экономичности сжигания топлива путем повышения точности управления процессом горения.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Задатчиком 1 формируют сигнал задания Q на тепловосприятие, который подают одновременно на входы регуляторов 2 и 3 расхода топлива и расхода воздуха. Регуляторы обеспе чивают подачу топлива и воздуха нением положения регулирующих органов 4,5. Обратную связь по теплу Q,

измеряемому датчиком 6, подключают одновременно на входы регуляторов 2 и 3 топлива и воздуха. Устройство содержит также дифференциатор 7, вход которого соединен с выходом датчика 6, а выход с третьим входом регулятора 3.

Способ с помощью указанного устройства осуществляют следующим образом.

Поскольку у объекта регулирования статическая характеристика тепла Q - коэффициент избытка воздуха о , или расход воздуха при постоянном расходе топлива имеет экстремальный характер, то оптимальный расход воздуха определяется работой системы регулирования в точке экстремума, в которой c9Q/«9c 0. У объектов с экстремальной статической характеристикой сигнал на выходе объекта изменя4ib01 СЛ

СЛ

ется в соответствии со статической характеристикой, т.е. временная характеристика Q(t) также имеет экстремум и dQ/dt О всегда при , причем знаки dQ/dt и всегда совпадают (при нахождении рабочей точки справа от точки экстремума). Таким образом, при О всегда dQ/dt О, при dQ/dt 0 при ,5Q/Jo r О dQ/dt : 0.

Поэтому при поиске экстремума статической характеристики можно использовать условие dQ/dt 0. Поэтому обратную связь по скорости изменения тепла dQ/dt, измеряемой дифференциатором 7, подключают на вход регулятора 3 воздуха.Регулятор 3 при помопщ регулирующего органа 5 подает количество

воздуха, необходимое для полного его-20 увеличивает подачу воздуха до тех рания топлива, обеспечивая плавный пор, пока сигнал Qa-(Qii.-KQ) не станет подход к точке экстремума статической характеристики, В тот момент, когдй текущее значение тепловосприятия станет равным его заданному значению, т.е. когда Q Q., скорость изменения

35

тепловосприятия dQ/dt на выходе дифференциатора 7 станет равной нулю. Регулятор 2 подает минимально необходимое количество топлива для обеспечения заданного-тепловосприятияр а регулятор 3 - оптимальное количество воздуха для полного сгорания топлива. Таким образом, при условии Qii-Q О величина Q О, регуляторы 2 и 3 не изменяют положения регулирующих органов 4 и 5. Экстремум статической характеристики достигнут, система обеспечивает экономическое сжигание топлива 40

На вход регулятора 3 воздуха поступает сигнал QI-(Q-KQ), поэтому в точке экстремума (Q-KQ)-0, и это ус- ловие будет сохраняться до тех пор, пока под влиянием возмущений точка экстремума не сдвинется. Здесь К - постоянный коэффициент. В реальных условиях работы системы условие Q,- (Q-KQ)O может выполняться не только при , но и при любом Q (Qa-Q)K. Однако вьтолнение этого условия при- возможно тольк-о на весьма малом интервале времени. Если при сигнал (Q-KQ)O, то ,.

равным нулю. Это произойдет только при Точка экстремума вновь достигнута. Если точка экстремума

25 сдвинулась влево и Q : О, то сигнал (Q-KQ) О, -регулятор 3 уменьшает подачу воздуха и при , Qj.0 сигналы на входах регуляторов 2 и 3 снова равны нулю. Точка экстремума достиг30 нута.

Формула изоб

р е т е н и я

Способ автоматического управления процессом горения, заключающийся в измерении текущего значения тепло- восприятия, формировании заданного значения тепловосприятия, изменении подачи топлива по отклонению текущего значения тепловосприятия от его заданного значения и изменении подачи воздуха с учетом текущего значения тепловосприятия, отличающийся тем, что, с целью повыше45 ния экономичности сяотгания топлива путем повыщения точности управления процессом горения, дополнительно измеряют скорость изменения тепловосприятия, определяют разность меяаду

5Q текущим значением тепловосприятия и скоростью его изменения и изменяют подачу воздуха по отклонению этой разности от заданного значения расхода воздуха, в качестве которого испольЭто означает, что на входе регулято- 55 зуют заданное значение тапловосприя- tpa 2 топлива сигнал не равен нулю, тия.

регулятор 2 изменяет подачу топлива, изменяется текущее значение Q, Q и сигнал QJ,-(Q-KQ) перестает быть равным нулю.

Таким образом, при работе системы возможны мгновенные значения Qj,-(Q- KQ)0 при , . Однако в следующий момент эти условия нарушаются,

регулятор 3 воздуха изменяет подачу воздуха и обеспечивает движение системы к точке экстрему| а. Только в точке экстремума условие Qi-(Q-KQ)0 при и сохраняется устойчиво

на конечном интервале времени.

Если под влиянием возмущения точка экстремума сдвинулась вправо и Q О, то величина сигнала на входе регулятора 3 Qj-(Q-KQ) О, и регулятор 3

20 увеличивает подачу воздуха до тех пор, пока сигнал Qa-(Qii.-KQ) не станет

40

равным нулю. Это произойдет только при Точка экстремума вновь достигнута. Если точка экстремума

25 сдвинулась влево и Q : О, то сигнал (Q-KQ) О, -регулятор 3 уменьшает подачу воздуха и при , Qj.0 сигналы на входах регуляторов 2 и 3 снова равны нулю. Точка экстремума достиг30 нута.

Формула изоб

р е т е н и я

35

40

Способ автоматического управления процессом горения, заключающийся в измерении текущего значения тепло- восприятия, формировании заданного значения тепловосприятия, изменении подачи топлива по отклонению текущего значения тепловосприятия от его заданного значения и изменении подачи воздуха с учетом текущего значения тепловосприятия, отличающийся тем, что, с целью повыше45 ния экономичности сяотгания топлива путем повыщения точности управления процессом горения, дополнительно измеряют скорость изменения тепловосприятия, определяют разность меяаду

5Q текущим значением тепловосприятия и скоростью его изменения и изменяют подачу воздуха по отклонению этой раности от заданного значения расхода воздуха, в качестве которого исполь / Топливо

5 Воздух

Изобретение м.б. использовано при сжигании в топке парогенератора жидкого газообразного или твердого топлива с Постоянной или переменной теплотой сгорания, С целью повьшения .экономичности процесса сжигания топлива задание на тепловосприятие используют в качестве задания на расход воздуха, текущее значение тепло- восприятия используют как показатель качества горения, сравнивают . разность текущего значения тепловос- приятия и величину, пропорциональную скорости ее изменения, с заданным значением тепловосприятия и в соответствии с этим изменяют подачу воз - духа. 1 ил.