Система автоматического регулирования подачи воздуха в топку многотопливного парогенератора Советский патент 1989 года по МПК F23N1/02 

1

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, в частности к автоматическому регулированию подачи воздуха в топку многотопливного парогенератора тепловых электростандий заводов черной металлургии, в которой сжигаются совместно несколько видов топлива, отличающихся теплотехническими характеристиками.

Цель изобретения - повьшение точности регулирования подачи воздуха при совместном сжигании нескольких видов топлива.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы,автоматического регулирования-, на фиг. 2 - структурная схема блока определения расхода воздуха, необходимого для сжигания одного вида топлива-, на фиг. 3 - структурная схема блока определения расхода избыточного воздуха, содержащего в дымовых газах при сжигании каждого вида топлива; на фиг. 4 - структурная схема блока определения расхода дымовых газов, образующихся при сжигании калщого вида топлива; на фиг. 5 - структурная схема блока отображения информации.

Система содержит многотопливный парогенератор 1, датчики 2 расходов всех видов топлива, поступающих в топку парогенератора, датчик 3 расхода общего воздуха, датчик 4 содержания кислорода в дымовых газах, датчики 5 и 6 положения регулируюпщх органов исполнительных механизмов соответственно первого и второго дутьевых вентиляторов, преобразующее устройство 7 аналоговьк сигналов в двоичный код, преобразующее устрой ство 8 двоичного кода в аналоговый сигнал, исполнительные механизмы 9

10

15

20

25

и 10 первого и второго дут тиляторЪв, регуляторы 11, расхода общего воздуха, кислорода в дымовых газах ния регулирующих органов, 14, блоки 15 определения I воздуха, необходимого для каждого вида топлива, бло1 деления расхода избыточно содержащегося в дымовых г каждого вида топлива, бло1 деления расхода дымовых Гс зующихся при сжигании кащ топлива, три блока 18, 19 мирования, блок 21 умноже 22 деления, блок 23 формадии, задатчик 24 вел1 центного содержания кисло духе, задатчик 25 константы единице, задатчик 26 вели сос.а неорганизованного во: зоходы парогенератора

Блок 15 содержит Два с} и 28 умножения, субблок 2i

30

35

40

вания, задатчики 30, 31 и ны коррекции коэффициента воздуха, величины коэффиц бытка воздуха и величины расхода воздуха, сжигания каждого вида хиометрических условиях

Блок 16 содержит суббл( мирования и субблок 34 ум

Блок 17 содержит два с и 36 суммирования, два cyf и 38 умножения, задатчик составляющей удельных вых газов, образующихся щ каждого вида топлива в ческих условиях, задатчик составляющей удельных

газов, образующихся при сз

ьевых вен- 12 и 13 сс|держания и положе- интегратор асхода сжигания и 16 опре- о воздуха, -зах для и 17 опре- ,зов, обра- ,ого вида и 20 сум- :ия, блок отображения ин- ;чины про- ода в воз, равной :ины при- духа в га бблока 27 суммиро- 32 величи- избытка ента из- дельного необходи1|1ого для

тошшва в стек 33 сум- ожения. бблока 35 блока 37 9 первой

дымо1И сжигании ст(хиометри- 40 второй объ(;мов дымовых сигании

каждого вида топлива в стехиометри- ческих условиях.

Блок 23 содержит преобразующее устройство 41 двоичного кода в десятичное число, коммутирующее устройство 42, два информационных табло 43 и 44.

Система работает следующим образом.

Сигналы со всех датчиков 2 расхода топлива поступают соответственно на входы преобразующего устроства 7 аналоговых сигналов в двоичный код и в виде двоичного кода с соответствующих выходов этого устройства поступают соответственно на первые входы всех блоков 15 определения расхода воздуха, всех блоков 16 определения расхода избыточного воздуха и всех блоков 17 определения расхода дымовых газов. Сигналы первых выходов блоков 15, представляющие собой расходы воздуха, необходимого для сжигания каждого вида топлива, поступают на входы блока 18 суммирования. Выходной сигнал блока 18 суммирования, представляющ собой расход общего воздуха, поступает на первый вход преобразующего устройства 8 двоичного кода в аналоговый сигнал, выходной аналоговый сигнал которого с первого выхода этого устройства поступает в виде задания на вход регулятора 11 расхода общего воздуха. На другой вход этого регулятора поступает сигнал от датчика 3, контролирующего расход общего воздуха. При отклонении величины этого сигнала от задания регулятор 11 воздействует на исполнительный механизм 9 первого дyтьeвo o вентилятора, который перемещает свой регулирующий орган, изменяет подачу воздуха в топку парогенератора. При этом изменяется сигнал, поступающий от датчика 5 положения на первый вход регулятора 13 положения. На второй вход этого регулятора поступает сигнал от датчика 6 положения. При рассогласовании входных сигналов регулятор 13 воздействует на исполнительный механизм 10 второго дутьевого вентилятора, который, перемещая свой регулирующий орган, также изменяет подачу воздз а в топку парогенератора, тем самым осуществляется синхронизация работы двух дутьевых вентиля0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

торов. Изменение подачи общего воздуха будет осуществляться до тех пор, пока расход воздуха, контролируемый датчиком 3, не будет равен заданному.

На вторые входы всех блоков 16 определения расхода избыточного воздуха поступают сигналы соответственно с вторых выходов блоков 15, представляющие собой значения величин коэффициентов избытка воздуха по каждому виду топлива. На третьи входы блоков 16 поступают сигналы соответственно с третьих выходов блоков 15, представляющие собой значения величин удельных расходов воздуха, необходимого для сжигания каждого вида топлива. На четвертые входы блоков 16 поступает сигнал задатчика 25 константы, равной единице. На пятые входы блоков 16 и третьи входы блоков 17 определения расхода дымовых газов поступает сигнал от задатчика 26 величины присоса неорганизованного воздуха. Выходные сигналы блоков 16, представляющие собой расход избыточного воздуха, содержащегося в дымовых газах при сжигании каждого вида топлива, поступают на входы блока 19 суммирования. Выходной сигнал блока 19 суммирования, представляющий собой рассчитанный расход избыточного воздуха, содержащегося в дымовых газах при сжигании всех видов топлива, поступает на первых вход.блока 21 . умножения. На второй вход этого 5 блока поступает сигнал в двоичном коде от задатчнка 24 величины процентного содержания кислорода в воздухе, равного 21%. Выходной сигнал блока 21 умножения поступает в виде делимого на первый вход блока 22 деления и представляет собой рассчитанный расход избыточного кислорода, содержащегося в дымовых газах, увеличенный в 100 раз. На вторые входы блоков 17 определения расхода дьмовых газов поступают соответственно сигналы с вторых входов блоков 15, представляющие собой значения величины коэффициентов избытка воздуха по каждому виду топлива. Выходные сигналы блоков 17, представляющие собой расходы дымовых газов, образующихся при сжигании каждого вида топлива, поступают на соответствующие входы блока 20 суммирования. Выходной сигнал блока 20 суммирования, представляющий собой расход дымовых газов.

образуют1 ;ихся при сжигании всех видов топлива, поступает в виде делителя на второй вход блока 22 деления. Выходной сих- нал этого блока, представляющий собой процентное содержание кислорода в Дымовых газах, поступает на второй вход преобразующего устройства 8 двоичного кода в аналоговый сигнал. Преобразоваяньш сигнал с второго выхода этого устройства в виде задания постзшает на второй вход регулятора 12 содержания кислорода в дымовых газах. На первый вход этого регулятора поступает сигнал от датчика 4, контролирующего содержание кислорода в дымовых газах. При I отклонении величины этого сигнала от задарил регулятор 12 вырабатывает аналоговое регулирующее воздействие, которое поступает на вход преобразую- щего устройства 7 аналогового сигнала в двоичный код. Преобразованное в двоичный код регулирующее воздействие с выходов преобразующего устройства 7 поступает на вход интегратора 14. проинтегрированное регулирующее воздействие с выхода интегратора 14 поступает на вход блока 18 суммирования, осуществляя коррекцию задания по расходу общего воздуха регулятору 11 общего воздуха. Регулятор 11 .осуществляет.рассмотренным выше образом подачу общего воздуха в топку парогенератора 1 до тех пор, пока содержание кислорода в дымовых газах, контролируемое датчиком 4, не будет равно заданному значению. Кроме того, выходныессигналы в виде двоичного кода с выходов преобразующего устройства 7, соответствующие величинам расходов всех видов топлива, поступают соответственно на входы блока 23 отображения информации. На входы этого блока поступают также сигналы с блока 18 суммирования и блока 22 деле- , ния, соответствующие величинам рассчитанных заданий по расходу общего воздуха и содержание кислорода в дымовых газах. Блок 23 отображения информации дает возможность оператору следить за работой системы регулирования.

Блоки 15, 16, 17 и 23 работают следующим образом

10

15

20

изменяю

умн

25

ко

на первый вход субблока 2 и на второй вход субблока ния. На второй вход тупает сигнал от задатчик ходной сигнал этого пает на второй вычитающий блока 29 суммирования. На суммирующий вход этого с тупает сигнал в двоичном датчика 31 величины избытка воздуха для хода топлива, при котором вается устойчивость его Выходной сигнал этого представляющий величину к избытка воздуха для данно лива, учитывающую ловия смешения топлива с процессе горения при изм расходах топлива, поступ вьш вход субблока 28 второй выход блока 15. Н субблока 28 поступает си ном коде от задатчика 32 удельного расхода воздух МОго для сжигания топлив метрических условиях, поступает и на третий вых -,. Выходной сигнал бубблока ставляющий собой расход обходимого для сжигания топлива, поступает на пе блока 15. На первый вход поступает сигнал о топлива, подающегося в генератора. Этот сигнал входа блока 16 поступает вход субблока 34 умножен

На второй вход блока сигнал о величине ка воздуха, необходимого ния топлива, которьй дал на первый вход субблока вания. На третий вход пает сигнал о величине расхода воздуха, которьй пает на второй вход ножения. На четвертый поступает сигнал констан единице, который далее второй вычитающий вход а на пятый вход блока 16 сигнал о величине присос ванного воздуха в газохо

35

велич

т

40

коэффи

45

субб

вх

50

)ЩИМ uvjpciaura.;- - На вход блока 15 поступает сигнал - ратора, который далее о величине расхода топлива, подающе- третий вход субблока 33. гося в топку парогенератора. Этот сигнал с входа блока 15 поступает

сигнал субблока 33 сумми тупает на третий вход су

суббл

суббл

коэфф миним

сум

бл

по

0

5

0

изменяющиеся

умножения

5

кот зрый

на первый вход субблока 2 и на второй вход субблока ния. На второй вход тупает сигнал от задатчик ходной сигнал этого пает на второй вычитающий блока 29 суммирования. На суммирующий вход этого с тупает сигнал в двоичном датчика 31 величины избытка воздуха для хода топлива, при котором вается устойчивость его Выходной сигнал этого представляющий величину к избытка воздуха для данно лива, учитывающую ловия смешения топлива с процессе горения при изме расходах топлива, поступа вьш вход субблока 28 второй выход блока 15. На субблока 28 поступает сиг ном коде от задатчика 32 удельного расхода воздуха МОго для сжигания топлива метрических условиях, поступает и на третий вых ,. Выходной сигнал бубблока ставляющий собой расход в обходимого для сжигания топлива, поступает на пер блока 15. На первый вход поступает сигнал о топлива, подающегося в генератора. Этот сигнал с входа блока 16 поступает вход субблока 34 умножени

На второй вход блока 1 сигнал о величине ка воздуха, необходимого ния топлива, которьй дале на первый вход субблока вания. На третий вход пает сигнал о величине расхода воздуха, которьй пает на второй вход ножения. На четвертый поступает сигнал констант единице, который далее второй вычитающий вход а на пятый вход блока 16 сигнал о величине присоса ванного воздуха в газоход

5

величине

то 1ку

0

коэффиц «ента

33

5

субблока

вхоц

0

;- - ратора, который далее третий вход субблока 33.

сигнал субблока 33 суммир|ования тупает на третий вход суб|блока

умножения 28 умноже- субблока 27 пос30. Высубблфка посту- вход суб- первый

уйблока пос- коде от за- коэффициента минимального расобеспечи-с игания. сумиатора,

)эффициента О вида топ- ус:зоздухом в

1ЯЮЩИХСЯ

гт на пер- и на

третий вход 1ал в двоич- зеличины

необходи- в стехио- также

д блока 15. 28, пред- зздуха, неданного вида зый выход элока 16 расхода паро- первого m первый

3 поступает

избыт- ля сжига- е поступает

суммиро- блоЬа 16 посту- удельного

поступает

цалее посту34 ум- блока 16 , равной

на

су|бблока 33, поступает неорганизо- парогене на Выходной

пос- 34

поступает

умножения. Выходной сигнал субблока 34, представляющий собой расход избыточного воздуха, содержащегося в дымовых газах при сжигании каждого вида .топлива, поступает на выход блока 16.

На первый вход блока 17 поступает сигнал о величине расхода топлива, подающегося в топку парогенератора, который далее поступает на первый вход субблока 38. На второй вход блока 17 поступает сигнал о величине коэффициента избытка воздуха, необходимого для сжигания топлива, который далее поступает на первый вход субблока 35. На третий вход блока 17 поступает сигнал о величине присоса неорганизованного воздуха в газоходы парогенератора, который далее поступает на второй вход субблока 35. Выходной сигнал субблока 33 поступает на первый вход субблока 37. На, второй вход этого субблока поступает сигнал в двоичном коде от задатчика 39. Выходной сигнал субблока 37 поступает на первый вход субблока 36. На второй вход этого субблока поступает сигнал в двоичном коде от задатчика 40. Выходной сигнал субблока 36, представляющий собой удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании каждого вида топлива с учетом избыточного воздуха и присосами неорганизован- horo воздуха в газоходе парогенератора, поступает на второй вход субблока 38 умножения. Выходной сигнал субблока- 38, представляющий собой расход дымовых газов, образующихся цри сжигании каждого вида топлива, поступает на выход блока 17.

На входы блока 23 поступает в двоичном коде информация о величинах расходов всех видов топлива, подающихся в топку парогенератора. На вход блока 23 также поступает инфор мация о величине задания по расходу общего воздуха. На последний вход блока 23 поступает информация о величине задания по процентному содержанию кислорода в дымовых газах. Сигналы с входов блока 23 поступают на соответствующие входы преобразующего устройства 41 и через соответствующие выходы этого устройства поступают на соответствующие входы коммутирующего устройства 42, которое своим первым выходом обеспечивает выдачу по.ступающей информации на пер-

о1469249 8

вое информационное табло 43, а вторым - на второе информационное табло 44. Это дает возможность оператору следить за работой системы регулирования.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Формула изобретения

1. Система автоматического регулирования подачи воздуха в топку многотопливного парогенератора, включа- йщая интегратор, датчики расходов всех видов топлива, поступающих в топку парогенератора, общего воздуха,, содержания кислорода в дымовых газах, датчики положения регулирующих органов исполнительных механизмов первого и второго.дутьевых вентиляторов, выходы которых соединены с первым и вторым входами регулятора положения регулирукнцих органов, выход которого соединен с входом второго исполнительного механизма дутьевого вентилятора, регулятор содержания кислорода в дымовых газах, первый вход которого соединен с датчиком содержания кислорода в дымовых газах, регулятор расхода общего воздуха, первый вход которого соединен с выходом датчика расхода общего воздуха, а выход - с входом исполнительного механизма первого дутьевого вентилятора, о т- личающая ся тем, что, с целью повышения точности регулирования подачи воздуха при совместном сжигании нескольких видов топлива, она дополнительно содержит блоки определения расхода воздуха, необходимого для сжигания каждого вида хтоплива, блоки определения расхода Избыточного воздуха, содержащегося в дымовых газах, для каждого вида топлива, блоки определения расхода дымовых газов, образующихся при сжигании каждого вида топлива, блок умножения, блок деления, три блока суммирования, два преобразующих устройства, блок отображения информации, задатчик величины процентного содержания кислорода в воздухе, задатчик величины присоса неорганизованного воздуха в газоходы пароге нератора, задатчик константы, равной единице, причем выходы всех датчиков расходов видов топлива подключены соответственно к входам преобразующего устройства аналоговых сигналов в двоичный

код, выходы которого подключены соответственно к первым входам блоков определения расхода воздуха, блоков определения расхода избыточного воздуха, блоков определения расхода дымовых газов и к соответствующим входам блока отображения информации, первые выходы всех блоков определения расхода воздуха подкл,«чены соответственно к входам первого суммато .ра, выходы всех, блоков определения расхода избыточного воздуха подключены соответственно к входам второго сумматора, а выходы всех блоков о деления расхода дымовых газов - к входам третьего сумматора, вторые ходы блоков определения расхода воздуха подключены соответственно к рым входам блоков определения расхода избыточного воздуха и к вторым входам блоков определения расхода дымовых газов, третьи выходы блоков определения расхода воздуха подключены соответственно к третьим входам блоков определения расхода избыточного воздуха, к четвертым входам которых подключен выход задатчика константы, выход задатчика величины присоса организованного воздуха соединен с пятыми входами блока определения расхода избыточного воздуха и с тр входами блока определения расхода дымовых газов, вход преобразующего устройства аналоговых сигналов в д ный код соединен с выходом регулятора содержания кислорода в дымовых газах, выход преобразующего устройства аналоговых сигналов в двоичный соединен с интегратором, выход ко го подключен к входу первого сумм ра выход которого подключен к вх блока отображения информации и к первому входу преобразующего устройства двоичного кода в аналоговый сигнал, выход второго блока суммирования соединен с первым входом блока умножения , второй вход которого подключен к выходу задатчика величины процентного содержания кислорода в BOS а выход блока умножения подключен к первому входу блока деления, выход третьего сумматора подключен к второму входу блока деления, выход которого соединен с входом блока отображения информации и с вторым входом преобразующего устройства двоичного кода в анапоговьй сигнал, первый ход которого подключен к второму вхо

фиг. 2

В « Vjf/ioc Фиг.З

фиг,

Изобретение позволяет повысить точность регулирования подачи воздуха при совместном сжигании нескольких видов топлива. Это достигается тем, что система содержит блоки 15 определения расхода воздуха, необходимого для сжигания каждого вида топлива, блоки 6 определения расхода избыточного воздуха и блоки 17 расхода дымовых газов. Все эти блоки через блоки 18, 19 и 20 сзт шрова- ния, блоки 21 и 22 умножения и деления и преобразующее устройство 8