Устройство для автоматического регулирования котлоагрегата с кипящим слоем Советский патент 1989 года по МПК F23N1/10 

11

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промьшшен- ности,

Цель изобретения - повьшение точности регулирования путем повьшения точн1эсти определения порозности кипящего слоя.

На фиг;. 1 изображено устройство для автоматического регулирования котлоагрегата с кипящим слоем; на фиг.2 -,высокочастотный резонансный датчик уровня; на фиг.З - эпюры рас- пределения излучения электромагнитной энергии по длине высокочастотного резонансного датчика уровня.

Устройство содержит генератор I высокой частоты, преобразователь 2, исполнительный орган 3 подачи псевдо- ожижающего газа, импульсную трубку 4 с первым дифманометром 5, трубку 6 для подачи обдувочного газа и периферийного обдува импульсной трубки 4 со вторым дифманометром 7, второй генератор 8 высокой частоты, два низкочастотно-амплитудных преобразователя 9 и 10, два блока 11 и 12 вычитания, регулятор 13 частоты пульсаций струи газа с приводом 14, два высокочастотных резонансных датчика 15 и 16 уровня, регулятор 17 скорости газа, датчик 18 скорости подачи псевдоожи- жающего газа. Высокочастотные резонансные датчики 15 и 16 уровня вьтол- нены каждый в виде двух электропроводных стержней 19 и 20 равной дпи- ны, перемычки 21 и металлической Пластины 22, размещенных на противо- положных сторонах трубки дифманомет- ра 5. Причем импульсная 4 установлена коаксиально в трубке 6 для периферийного обдува и введена в кипящий слой, вдоль трубки каждого диф- манометра установлены высокочастотные резонансные датчики 15 и 16 уровня, выход высокочастотного резонансного датчика 15 уровня первого дифма- нометра 5 соединен с входом первого генератора 1 высокой частоты, первый выход которого подключен через преобразователь 2 к исполнительному органу 3 подачи псевдоожижающего газа, а второй выход - через первый низкочастотный частотно-амплитудный преобразователь 9 к первому входу первого блока 11 вычитания, второй вход которого соед1шен через второй

10

67

р, 5 Q . .с

0

112

низкочастотный частотно-амплитудный преобразователь 10 с первым выходом второго генератора 8 высокой частоты, вход которого подключен к выходу высокочастотного резонансного датчика 16 уровня второго дифманометра 7, при этом выход первого блока 11 вычи тания подключен к приводу регулятора 13 частоты пульсаций струи газа, а регуляторы 17 и 13 соответственно скорости и частоты пульсаций струи газа установлены в трубке 6 для периферийного обдува импульсной трубки соответственно перечислению по потоку газа, выход регулятора 17 скорости газа подключен к выходу второго блока 12 вычитания, два входа которого соединены соответственно с вторым выходом второго генератора 8 высокой частоты и с выходом датчика 18 скорости подачи псевдоожижадащего газа.

Устройство работает следующим образом.

Импульсная трубка 4 и трубка 6 обдува введены в кипящий слой. Через трубку 6 обдува подается пульсирующий поток газа для исключения попадания в и fflyльcнyю трубку 4 частиц кипящего слоя. Это обеспечивается регуляторами 13 и 17 соответственно частоты пульсаций и скорости газа, который подается из магистрали для псевдоожижающего газа. Регулирование частоты пульсаций осуществляется по показаниям импульсной трубки 4, измеряющей пульсации давления в кипящем слое, и импульсной трубки дифманометра 7, измеряющей пульсации давления обдувающего газа. Пульсации уровня жидкости в дифманометрах 5 и 7 измеряются датчиками 15 и 16, выходной сигнал с которых преобразуется в аналоговый вид высокочастотными генераторами 1 и 8. Низкочастотная девиация выходного сигнала высокочастотных генераторов 1 и 8, пропорциональная измеряемым пульсациям давлений, преобразуется в аналоговый сигнал в чacтoтнo-a fflлитyдныx преобразователях 9 и 10. Этот сигнал сравнивается в блоке 11 вьмитания, где выделяется разностный сигнал, поступающий на привод 14 регулятора частоты пульсаций струи газа, обеспечивающего изменение частоты обдувочного газа импульсной трубки 4 до достижения равенства частот пульсаций давления кипящего слоя и давле314567

ния в трубке 6 для периферийного обдува импульсной трубки 4. В этом случае наступает резонанс с резким увеличением амплитуды колебаний частиц порошкообразный среды в зоне измерений, которые начинают кипеть и за счет перепада давлений истекают из трубки 6. Величину перепада давлений выбирают минимальную из соображений повышения чувствительности измерений давления и экономии газа, эта величина определяется разностями скоростей фильтрации через газораспределительную решетку и скоростью потока обдувочного газа.

Скорость фильтрации газа через газораспределительную решетку определяется датчиком 18 и сравнивается во втором блоке 12 вычитания со скоростью потока обдувочного газа, пропорциональной показаниям дифманометра 7 и, следовательно, выходному сигналу датчика 16. Регулирование скорос

ти газа регулятором 17 производится до достижения условия, когда скорость истечения струи обдувочного газа больше или равна скорости фильтрации ожижающего газа.

При создании условий приближенног равенства частот пульсаций давления в кипящем слое и потока обдувочного газа создается однородная структура в зоне измерений при различных режимах работы устройства, что повьш ает точность измерений давления в кипящем слое и -надежность за счет исключения зал1шания частиц в импульсной трубке.

Выходной сигнал генератора 1 вусо кой- частоты с первого выхода, пропорциональный перепаду, давлений в кипящем слое и, следовательно, порознос- ти кипящего слоя, поступает через преобразователь 2 на исполнительньй орган 3 подачи псевдоожижающего газа который осуществляет регулирование порозности кипящего слоя согласно техническим требованиям.

Высокочастотные резонансные датчики 15 и 16 уровня жидкости в дифма- нометрах 5 и 7 представляют собой длинную линию, подключенную к входам высокочастотных генераторов 1 и 8, выходной сигнал которых изменяется в зависимости от индуктивно-емкостных параметров длинной линии (датчика). Излучение электромагнитной энергии происходит в полости между ме

0

5

0

5

114

таллической пластиной 22 и собственно длинной линией, образованной стержнями 19 и 20 и перемычкой 21. Для обеспечения линейности излучения по длине датчика (высоте трубки дифмано- метров 5 и 7) датчик подключают к генератору как четвертьволновой отрезок длинной линии, т.е. выбирают общую длину стержней и перемычки, равную четверти длины волны излучения генератора высокой частоты. Длину перемычки 21 выбирают минимальной из условия технологичности изготовления, а на двух стержнях распределение энергии происходит так, что по длине трубок ее средняя величина постоянна (т.е.., линейная шкала измерений уровня жидкости в трубках). Один конец датчика подключают к генератору, а второй заземляют. Трубки располагают между стержнями 19 и 20 и пластиной 22, что обеспечивает максимальное влияние на параметры датчика уровня жидкости в трубках.

5

о

0

5

0

5

Формула изобретения

1 . У стройство для автоматического регулирования котлоагрегата с кипящим слоем, содержащее генератор высокой частоты и усилительный преобразователь, соединенный с исполнительным органом подачи псевдоожижающего газа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем повьш1ения точности определения порозности кипящего слоя, оно дополнительно содержит установленные коаксиально и введенные в кипящий слой импульсную трубку и трубку для подачи обдувочного газа, соединенные с ними два жидкостных дифманометра, снабженные резонансными датчиками уровня, первый частотно-амплитудный преобразователь, подключенный к генератору, последовательно соединенные второй генератор высокой частоты, второй частотно-амплитудный преобразователь, блок вычитания и привод регулятора частоты пульсаций, установленного в трубке подачи обдувочного газа, последовательно соединенные датчик скорости псевдоожижающего газа, второй блок вычитания и регулятор скорости обдувочного.; газа, установленный в трубке подачи обдувочного газа выше по потоку относительно

5J

11

X

ife

/

X

20

X

X

19

Zl

,8

Фиг. 2

CD и 2.3

Изобретение позволяет повысить точность регулирования путем повьше- ния точности определения порозности кипящего слоя. В кипящий слой введены коаксиальные импульсная трубка 4 и трубка 6 для подачи обдувочного газа, соединенные с дифманометрами 5 и 7, снабженными резонансными датчиками уровня, выполненными в виде металлической пластины и двух стержней, установленных вдоль трубки дифмано- метра, соединенных вверху перемычкой. Один из стержней заземлен, другой соединен с генератором 1 или 8 высокой частоты. Генератор 1 через преобразователь 2 соединен с исполнительным органом 3 подачи газа и через частотно-амплитудный преобразователь 9 и блок 11 вычитания - с приводом 14 регулятора частоты пульсаций. Генератор 8 соединен через блок 12 вычитания с регулятором 17 скорости газа и через преобразователь 10 с вторым входом блока 11, С вторым блока 1 2 соединен датчик 18 скорости газа. Такое выпонение устройства позволяет создать однородную структуру кипящего слоя вблизи импульсной трубки 4, что повьш1ает точность определения порозности кипящего слоя. 1 з.п. ф-лы, 3 ип. (Л 4 сл О)