16
9 У { 1
Г/3
Изобретение позволяет повысить экономичность работы котла путем более точного и плавного ее регулирования. Контроль и поддержание заданного значения электропроводимости ρ воды в котле осуществляется сбросом ее независимо от общей мощности котла. Измерительные электроды (ИЭ) 3 и 4 расположены параллельно поверхности воды в котле на уровне трубы 12 сброса отработанной воды с установленным в ней электромагнитным клапаном 15 сброса. При работе котла в результате испарения воды увеличивается концентрация солей в воде и снижается ее ρ. При этом значение тока в ИЭ увеличивается пропорционально снижению ρ воды, если глубина погружения их осей ниже минимально допустимого уровня воды в котле на величину H≥0,5.L, где L - расстояние между осями ИЭ. Таким образом, подбором оптимальных значений величины тока возврата реле 23, скоростей сброса и подачи воды можно обеспечить наиболее экономичный режим сброса при любой величине рабочей мощности котла. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 10 ил.
ю
сп
/
11471026
Изобретение относится к энергетике, в частности к управлению процессами получения пара в электродньпс котлах.
Целью изобретения является повьше- ние экономичности работы котла.
На фиг.1 изображена система для осуществления способа автоматического регулирования мощности электродного котла} на фиг,2 - электрическая схема управления; на фиг,3 - продолжение схемы управления; на фиг,4 - пример выполнения измерительных электродов в котле с пластинчатЬми электродами; на фиг,5 - сечение А-А на фиг,4; на фиг,6 то же, в котле с цилиндрическими электродами; на фиг.7 сечение В-В на фиг,6; на фиг,8 - поперечный разрез проводящего объема стержневых электродов различного диа«;н
10 и
15
20
Метра; на фиг,9 - то же, для стержней одинакого диаметра; на фиг.10 - то же, в процессе кипения на стержневых электродах,. 25
Устройство содержит (фиг,1-7) электродный котел 1 с рабочими электродами 2, установленными вертикально, и измерительными электродами 3 и 4, установленными горизонтально на глу- 30 ину от минимально допустимого уровя 5 воды в котле, значение которой ассчитьюается по формуле
h 0,5-1,
35
де h - расстояние от плоскости осей стержневых электродов до минимально допустимого уровня воды в котле;
1 - расстояние между осями стерж- .1 ней, при этом максимальная 40 объемная мощность этих элек- .тродов не зависит от высоты и отвечает соотношению:
,З.Г-Р.,
гдеСГ,,- объемная мощность электро- ;45 Дов, не зависящая от высоты,; при температуре кипения и минимально допустимом удельном электросопротивлении воды;5Q
г - удельная теплота преобразования;V - Средняя скорость подъема пузьфей пара.
Зона расположения электродов 3 je 4 отделена от электродов 2 изолиующим экраном 6, Измерительный лектрод 3 электрически связан с лектродом 2 металлическими пшильлс м , к н к ка ни
жи ча пр пр ва вк .ле сб пу та пу вк кн ту ты че
об
че в ни ко пр ко во ни да эл же че ре
ками 7, Остальные электроды подключены к сети питания электрическими проводами 8-10,
«; К котлу 1 подключены подводящая труба 11 для подачи в него свежей воды, труба 12 для сброса отработанной воды, установленная на уровне измерительных.стержневых электродов 3
10 и 4, патрубок 13 отвода пара.
5
0
5
0
5
0
5 Q
В подводящей трубе 11 расположен электромагнитный клапан 14, а в трубе 12 - электромагнитный клапан 15, В электрическом проводе 10 установлен датчик 16 тока, которым в данном случае служит трансформатор тока, ВБШОДЫ датчика 16 соединены проводами 17 и 18 с реле 19 тока, имеющим , контакт 20 в цепи питания электромагнитного клапана 14, В проводе 18 установлен резистор 21, позволяющий устанавливать необходимую мощность котла, контролируемую по прибору 22, В проводе 8 установлено реле 23 тока, имеющее контакт 24 в цепи питания электромагнитного клапана 15,
Дополнительно устройство содержит (фиг,2-4) автоматический выключатель 25, магнитный пускатель 26, предохранители 27 цепи управления, промежуточные реле 28 контроля обрыва фа, электроконтактный манометр 29, включающий через промежуточное ре- .ле 30 электромагнитный клапан 15 сброса воды и отключающий котел через пускатель 26 в случае превьшения установленного давления в котле, лампу 31 сигнальную в цепи управления, включенную через сопротивление 32, кнопку Пуск 33, кнопку Стоп 34, тумблер 35 переключения режима работы РЗЩНОЙ - разомкнут; Автоматический - замкнут.
Способ осуществляется следующим образом.
Котел 1 запускается в работу включением выключателя 25 и кнопки 33 - в ручном режиме управления по давлению, или тумблера 35 - в автоматическом режиме управления по давлению, при этом наличие напряжения в фазах контролируется реле 28, и, если подводящая сеть исправлена, то напряжение через магнитный пускатель 26 подается на электроды 2 и измерительные электроды 3 и 4, Одновременно напряжение подается в цепь управления, о чем свидетельствует лампа 31, и че- рез нормально закрытый контакт 20 реле 19 тока на катушку электромагнитного клапана 14, который открывается и подает воду в котельную через трубу 1 1 , Уровень воды в котле поднимается и ток растет до величины, значение которой контролируется через датчик 16 тока, реле 19. Когда ток,протекающий по проводам 17 и 18 через
ление клапанами 15 осуществляется независимо от общей мощности котла путем измерения величины тока в элект- с родах 3 и 4, выполненных в данном
в цепи управления клапаном 15.
В результате испарения воды при работе котла увеличивается концентрация солей в воде и снижения ее р
случае из стержней, расположенных параллельно поверхности воды в котле. Проводящее пространство этих электродов отделено от основных электрореле 19, станет больше величины его ю дов диэлектрическим экраном 6, при уставки, реле размыкает свой кон-этом электрод 3 связан электрически
такт 20 и подача воды в котел пре-и закреплен на одном из электродов 2
кращается, вода в котле выкипает,с помощью шпилек 7, а величина тока
мощность котла и ток в электродах па- в электроде 4 контролируется реле 23, дают до тех пор, пока реле 19 не во- 15 имеющ,им нормально открытый контакт 24 звращается в исходное положение и не замыкает свой контакт 20, тогда мощность котла снова возрастает, таким образом мощность котла незначительно
колеблется возле заданного значения. 20 Это приводит к увеличению тока в из- Величину этих колебаний легко свестимерительных электродах. Значение ток минимуму, подобрав реле с минималь- ка в измерительных электродах увели- ным коэффициентом возврата.чивается пропорционально п воды в
Повътение допустимого значенияслучае, если глубина погружения их
давления в котле приводит к срабаты- 25 осей ниже минимально допустимого ванию электроконтактного манометра 29 (фиг,2), который через промежуточное реле 30 и пускатель 26 отключает электрод 2 и включает клапан 15 до снижения давления. Величина снижения ЗО давления контролируется уровнем возврата электроконтактного манометра 29 в автоматическом режиме (тумблер 35 замкнут) или повторным запуском схемы в ручном режиме (тумблер 35 разом- лируемой реле 19, не вызьшает увели- кнут) через кнопку 33.чения тока в измерительных электродах
Заданная величина мощности можети реле 23 не срабатывает,хотя Я в
быть изменена не обязательно измене-котле меньше минимально допустимого,
нием уставки реле, а для простоты ееПри соблюдении минимальной высоты
регулирования в проводе 18 установлен 40 погружения измерительных электродов резистор 21, с помощью которого восогласно соотношению ЬЬО,51 обеспевремя работы котла можно установитьчена независимость величины мощности
необходимые значения мощности в пре-и объемной мощности С от их высоты,
делах ее регулирования, контролируяТок в измерительных электродах Зи4
ее по прибору 22 или по шкале, нане- 45 увеличивается пропорционально сниже- сенной возле резистора. Резистор под- ниюуЭ в котле др начала электрическо- бирается таким образом, что величина уставки реле 19 устанавливается при максимальном его сопротивлей ии и мак- приО 3 Г. р V.
- симальной мощности котла. В процессе JQ Поэтому предварительно котел за- регулирования не меняются уставки ре- полняют водой, имеющей минимально доле, а уменьшается величина сопротивления резистора, увеличивается ток от датчика 16 тока, протекающий по
уровня воды в котле на величину
h ь 0,5-1
где 1 - расстояние между осями измерительных электродов.
Иначе величина тока в них уменьшается вместе со снижением уровня воды в котле и снижение р , вызьта- ющее снижение уровня воды в котле при постоянной его мощности, контрого пробоя между ними, начинающегося согласно экспериментальным данным
пустимое удельное сопротивление PQ, и, измеряя ток, протекающий в проводе 8, устанавливают равную ему встав- 55 ку на реле 23. Постепенно снижаясь при работе котла р повышают величину тока, протекающего через электроды 3 и 4 и катушку реле 23, до величины его уставки, Срабатьшая, реле .23 запроводам 17 и 18.
Стабилизация заданного значения мощности и плавного ее регулирования осуществляется за счет того, что f воды в котле контролируется и управгление клапанами 15 осуществляется независимо от общей мощности котла путем измерения величины тока в элект- родах 3 и 4, выполненных в данном
случае из стержней, расположенных параллельно поверхности воды в котле. Проводящее пространство этих электродов отделено от основных электродов диэлектрическим экраном 6, при этом электрод 3 связан электрически
в цепи управления клапаном 15.
В результате испарения воды при работе котла увеличивается концентрация солей в воде и снижения ее р
в электроде 4 контролируется реле 23, имеющ,им нормально открытый контакт 24
Это приводит к увеличению тока в из- мерительных электродах. Значение то осей ниже минимально допустимого лируемой реле 19, не вызьшает увели- чения тока в измерительных электрода
уровня воды в котле на величину
h ь 0,5-1
где 1 - расстояние между осями измерительных электродов.
Иначе величина тока в них уменьшается вместе со снижением уровня воды в котле и снижение р , вызьта- ющее снижение уровня воды в котле при постоянной его мощности, контро увеличивается пропорционально сниже- ниюуЭ в котле др начала электрическо приО 3 Г. р V.
го пробоя между ними, начинающегося согласно экспериментальным данным
Поэтому предварительно котел за- полняют водой, имеющей минимально допустимое удельное сопротивление PQ, и, измеряя ток, протекающий в проводе 8, устанавливают равную ему встав- ку на реле 23. Постепенно снижаясь при работе котла р повышают величину тока, протекающего через электроды 3 и 4 и катушку реле 23, до величины его уставки, Срабатьшая, реле .23 за15
51471026
мыкает свой контакт 24 в цепи управления электромагнитным клапаном 15 и начинается сброс воды из котла через трубу 12, расположенную на уровне осей измерительных электродов 3 и.4. При этом уровень воды в котле падает даже при открытом клапане 14, так как диаметр трубы I1 меньше диаметра трубы 12, а скорость сброса воды из котла выше скорости ее подачи за счет избыточного давлений в котле. Таким образом, уровень воды в котле быстро падает до определенной величины ниже минимально допустимого уровня воды в нем, при которой значение тока в из- мерительньк электродах обеспечивает возврат реле 23 и закрытие клапана 15, прекращающего сброс. Расположение трубы 12 на уровне осей измеритель- - ных электродов 3 и 4 обеспечивает сброс до нуля, почти равного осей сброс до нуля, почти равного уровню осей электродов, всей воды из верхней части котла, содержащей максимальное количество солей и накипи независимо от первоначального сброса уровня воды в котле. Таким образом, обеспечивается сброс воды, дифференцированный по уровню, а не по времени, и это обеспечивает режим наибольшей экономичности сброса при любой величине рабочей мощности котла и позволяет значительно упростить схему управления сбросом, так как в ней
последующего запуска котла. Чтобы этого не произошло максимальное значение тока в измерительных электро- g дах I закипания - ток закипания при ра - должно отличаться от тока кипения 1ц не более, чем на величину погрешности срабатьшания реле, тогда ток закипания при любом р , боль- 10 шемро, всегда будет меньше величины установки реле 23. Для этого необходимо, чтобы максимальная (при Da объемная мощность измерительных электродов 3 и 4 независящая от высоты, отвечала соотношению:
(,3-r. р„У,
где г - удельная теплота парообразо- кВт-с
вания,
кг
20
25
РП - плотность пара, V - скорость подъема пузырей пара, м/с;
Go- объемная мощность стержневых электродов, независящая от высоты, вычисленная при минимально допустимом удельном электрическом сопротивлении воды при температуре кипения, Вт/м .
. Остановка котла производится нажа- тием кнопки 34 при отключенном тумблере 35.
Провод 8 может быть подключен к проводу 10 (фиг.I), к нулевому про- 35 воду и проводу 9 (фиг.З, показано
30
все элементы контроля продолжительное- пунктиром) Электрод 3 не обязательти сброса заменяются одной величиной коэффициента возврата реле 23, Подобрав реле с нужным коэффициентом возврата, а также величины скоростей сброса и подачи воды, устанавливается практически любой нужный уровень сброса, который при этом будет наиболее экономичным при любой мощности котла.
Когда реле 23 возвраща.ется в исходное положение, сброс прекращается и начинается, дозаполнение котла свежей водой. При этом в один из периодов дозаполнения, в момент |акипания воды на измерительных электродах р воды вокруг них оказьтается близким к минимально допустимому значению р Тогда ток закипания, протекающий через электроды 3 и 4, вызьшает сраба- тьгоанйе реле 23, которое в данном случае будет ложным и приводит к снижению экономичности и невозможности
последующего запуска котла. Чтобы этого не произошло максимальное значение тока в измерительных электро- . дах I закипания - ток закипания при ра - должно отличаться от тока кипения 1ц не более, чем на величину погрешности срабатьшания реле, тогда ток закипания при любом р , боль- шемро, всегда будет меньше величины установки реле 23. Для этого необходимо, чтобы максимальная (при Da объемная мощность измерительных электродов 3 и 4 независящая от высоты, отвечала соотношению:
(,3-r. р„У,
где г - удельная теплота парообразо- кВт-с
вания,
кг
РП - плотность пара, V - скорость подъема пузырей пара, м/с;
Go- объемная мощность стержневых электродов, независящая от высоты, вычисленная при минимально допустимом удельном электрическом сопротивлении воды при температуре кипения, Вт/м .
. Остановка котла производится нажа- тием кнопки 34 при отключенном тумблере 35.
Провод 8 может быть подключен к роводу 10 (фиг.I), к нулевому про- оду и проводу 9 (фиг.З, показано
унктиром) Электрод 3 не обязательно должен быть подключен к электроду 2, он может быть изолирован от всех электродов, также как электрод 4,
40 провода электродов 3,4 могут быть выведены через проходные изоляторы из котла и соединены между собой последовательно с катушкой реле 23, в этом случае напряжение на электро45 Дзх 3 и 4 обеспечивается потенциалом, передаваемым через воду с рабочих Злектродов 2, зависящим от расположения измерительных и формы рабочих электродов,
50
1
Отложение накипи на измерительных электродах 3 и 4 мало, так как плотность тока на их поверхности меньше, чем у рабочих электродов, а условия циркуляции вокруг горизонтальных стержней лучше, чем у вертикальных рабочих электродов. Работа измеритель-; ных электродов до очередной плановой очистки накипи с электродов котла
происходит без какой-либо коррекции уставки реле 23.
Формула изобретеиия
--
,3.r.p.V,
где Сзо максимально-допустимая удель ная мощность измерительных
кВт электродов,
г - удельная теплота парообразокВт.с вания, ;
кг
кг
рп плотность пара, -7;
М
с
1Q 5 0
5
0
5
V - скорость подъема пузырей
м пара,.
2,Устройство автоматического регулирования режима работы электродного котла, имеющего корпус, патрубок разбора пара, патрубок подачи и сброса воды, содержащее электромагнитные клапаны, установленные на патрубках подачи и сброса воды, соединенные со схемой управления, электроды, установленные в корпусе, часть которых выполнена в виде цилиндрических стержней, расположенных в плоскости, па- раллеЛьной поверхности воды, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения эконом1мности расстояние
от плоскости осей электродов, расположенных в плоскости, параллельной поверхности воды, до минимально допустимого уровня воды в котле определяется из соотношения
h 5г 0,5-1 где h - расстояние от плоскости
осей стержневых электродов
до минимальнодопустиного
уровняJ 1 - расстояние между осями
стержневых электродов,
eCi (1
ft 9
35
2Я j
CD-(Xl
j
A BifCfH 25
I
гг
.
io
M-jj
15
Фиг. 5
фагЛ
10
15
7 4 57
// f
Фиг. В
Фиг,7
Фиг.9
цшг.8
ooo-ff f,
.t°SS«p-JjS -
Фиг.Ю
| Способ автоматического регулирования режима работы электродного котла | 1974 |
|
SU776575A3 |
| Машина для добывания торфа и т.п. | 1922 |
|
SU22A1 |
