Способ автоматического регулирования подачи топлива в топку котла Советский патент 1989 года по МПК F23N1/00 

ел ьэ

со

: Изобретение относится к теплоэнерггтике, а более конкретно к способам а}томатического регулирования работы кэтлоагрегатоВо

Целью изобретения является повышение надежности котла за счет повышения точности автоматического регули- ррвания подачи топлива

На чертеже приведена схема систе- М1Ы для осуществления предлагаемого способа автоматического регулирования подачи топлива в топку котла. I Система содержит датчик 1 температуры в ранней точке перегрева, датчик 2 расхода питательной воды, ра-гчик 3 температуры дымовых газов, датчик температуры металла экран- юй трубы, дифференциаторы 5, 6 и 7, Слок 8 умножения, сумматор 9, регу- гятор 10 топлива и соединенный с ним регулирующий орган 11 подачи топли- Еа. Датчик 1 подключен к входу регу- тятора 10 непосредственно, а датчики 12 и 3 - через дифференциаторы 5 и 6.

Датчик k температуры мета Лла экранной трубы, в качестве которого

может быть использована температурная вставка устанавливается в наиболее теплонапряженном месте топочных экранов. В том случае, если в топочных экранах имеется несколько зон с высокими тепловыми на грузка ми, может быть установлено несколько температурных эставоко При этом последовательная цепь датчик температуры металла - дифференциатор 7 - блок 8 умножения сумматор 9 дублируется, причем второй вход каждого сумматора 9 соедине непосредственно с датчиком 4, а его выход подключен к регулятору 10,

Способ осуществляют следующим образом.

В.процессе эксплуатации котла с помощью датчиков 1 - производится непрерывное измерение температуры пара в ранней точке перегрева (t„f) расхода питательной воды (Dn.e) температуры дымовых газов (V) и температуры металла экранной трубы (t). Сигнал от датчика 1 непосредственно поступает на вход регулятора 10 топлива, а сигналы от датчиков 2 и 3 через дифференциаторы 5 и 6, Кроме того, в регулятор 10 топлива поступает сигнал от сумматора 9, в который, в свою очередь, поступает сигнал от датчика температуры металла непосредственно и через цепочку: диф

ференциатор 7 и блок 8 умножения. 8 выходной цепи сумматора 9 имеются позиционные контакты, которые закорачивают выход. При достижении выходным сигналом предельно допускаемого значения контакты размыкаются, реализуя логику сигма-функции для си(- нала по температуре металла экранной трубы.

Регулятор 10 топлива выдает сиг- нал регулирующему органу 11 подачи топлива в соответствии с формулой

и :c,(tp.,-t7; )

g 5 о 5

Q Q

5

5

dD

ПВ

J. J -ii - dC

dV ddt/и.

ЗОА P-cu,C(t,-HKaf) - C ,

где с/,, ,

и - Весовые коэффициенты, определяемые при настройке регулятора; - величина задания тем- тературы пара в ранней

точке перегрева; 6 - сигма-функция, равная

О при t,..K. , tr ,

и 1 при gSfi 7

- ж

t, - предельно допускаемое значение температуры . металла экранной трубы;

К - время реакции системы регулирования на возмущение по расходу топлива, которое определяется опытным путем при настройке регулятора. При возмущении в расходе топлива либо в режимных параметрах топочного процесса (коэффициента избытка воздуха, доли рециркуляционных газов и ТоПс), приводящих в конечном итоге к увеличению (уменьшению) тепловыделения в топке, происходит соответ.ст- вующее изменение температуры дымовых газов на выходе из топки. При этом дифференциатор 6, вход которого подключен к датчику 3 температуры дымовых газов, вырабатывает сигнал, прямо пропорциональный скорости изменения температуры дымовых газов, который, поступая в регулятор 10 топлива, приведет к соответствующему

уменьшению (увеличению) расхода топлива .

При увеличении (уменьшении) рас- / хода питательной воды дифференциатор 5, вход которого подключен к датчику 2 расхода питательной воды вырабатывает сигнал прямо пропорциональный скорости изменения расхода питательне. При этом среда последовательно проходит фронтовой экран, боковые экраны и задний экран НРЧ. В наиболее теплонапряженных условиях работают центральные участки заднего выходного экрана НРЧ над границей шипова- ния, где сосредоточено свыше 80 повреждений топочных экранов. В этой

Изобретение относится к теплоэнергетике. Цель изобретения - повышение надежности котла за счет повышения точности регулирования. Для этого при регулировании расхода топлива по сумме сигналов, пропорциональных температуре пара в ранней точке перегрева, скорости изменения расхода питательной воды и скорости изменения температуры газов, в качестве параметра надежности котла используют сумму сигналов, пропорциональных температуре металла экранной трубы в наиболее теплонапряженном месте и произведению скорости изменения этой температуры и постоянной времени реакции системы регулирования. При превышении величиной параметра надежности допустимого значения к сигналу, управляющему подачей топлива, добавляют дополнительный сигнал, прямо пропорциональный величине этого превышения. 1 ил.

ной воды, который, поступая в регуля- ,Q связи температурная вставка для из- тор 10 топлива, приведет к сйответст- мерения температуры металла экран- вующему увеличению (уменьшению) рас- ной трубы устанавливается по центру

зацнего экрана НРЧ на отмете 17,0 .м

хода топлива.

В том случае, когда при отработке возмущения, несмотря на опережающие j действия скоростных сигналов произой дет отклонение температуры пара в i ранней точке перегрева, появится сигнал разбаланса между величиной из„, -jclA„

меряемой датчиком 1 и t р.т , который, 20 поступая в регулятор 10 топлива, будет вызывать изменения расхода топлива до тех пор, пока не выполнится условие t.p, t., .

В тех случаях, когда возмущение по тепловыделению в топке или расходу питательной воды будут столь велики, что вызовут опасность нарушения температурного режима топочных экранов, т.е в тех случаях, когда упреждающее значение температуры

. эт

25

( м над границей шипования). Предельно допускаемое значение температуры металла экранной трубы (t ), рассчитанное в соответствии с условиями обеспечения длительной прочнос ти, принято равным . .

Измерение температуры пара в ранней точке перегрева осуществлялось в трубопроводе за экранами верхней радиационной части а температуры дымовых газов - на выходе в конвективную шахту перед конвективным паро перегревателем высокого давления.

При наладке системы определены значения весовых коэффициентов of,,

г I

ц (соответственно

30

превысит предельно до0,65; 0,10; 0,10 и 0,15) и времени реакции системы К 30 с, обеспечивающие оптимальный режим регулирования о

При установившемся режиме работы котла температура металла экранной 35 трубы была близкой к ЭО.С. В определенный момент времени произошел резкий наброс тепловой нагрузки топлива вследствие обрушивания пыли в пылевом бункере и самопроизвольно го увеличения производительности пылепитателей. Через определенный момент времени величина t составляла 510°G, а скорость ее росла 1,. Упреждающее значение температуры металла при этом составило

пускаемое значение, то в регулятор 10 с.сумматора 9 поступает сигнал,

Kt«-K|V равный по величине

.

-t , который вызовет соответствую- .щее уменьшение расхода топлива Это

должно обеспечить поддержание температуры металла экранных труб на уровне ниже предельно допускаемого (tjw t, ), В тех же случаях, когда

непосредственной опасности нарушения температурному режиму топочных экранов не возникает .(t + К 7i-)

dtf.

it

то сигнал с сумматора 9.на регулятор 10 топлива не поступает.

Пример. В котле П-50 энергоблока 300 МВт (паропроизводительность 1000 т/ч, давление пара 255 ат, температура перегрева ) нижняя радиационная часть (НРЧ) выполнена в виде панелей с чисто подъемным движением среды в обогреваемой зозацнего экрана НРЧ на отмете 17,0 .м

0

5

( м над границей шипования). Предельно допускаемое значение температуры металла экранной трубы (t ), рассчитанное в соответствии с условиями обеспечения длительной прочности, принято равным . .

Измерение температуры пара в ранней точке перегрева осуществлялось в трубопроводе за экранами верхней радиационной части а температуры дымовых газов - на выходе в конвективную шахту перед конвективным пароперегревателем высокого давления.

При наладке системы определены значения весовых коэффициентов of,,

г I

ц (соответственно

0

0,65; 0,10; 0,10 и 0,15) и времени реакции системы К 30 с, обеспечивающие оптимальный режим регулирования о

При установившемся режиме работы котла температура металла экранной 5 трубы была близкой к ЭО.С. В определенный момент времени произошел резкий наброс тепловой нагрузки топлива вследствие обрушивания пыли в пылевом бункере и самопроизвольно го увеличения производительности пылепитателей. Через определенный момент времени величина t составляла 510°G, а скорость ее росла 1,. Упреждающее значение температуры металла при этом составило

0

5

t

.к4|

510 + 30.1,5 - 555°С,

,

50

55

что больше предельно допускаемого значения, В этом случае в регулятор топлива поступил дополнительный сигнал на уменьшение расхода топлива, равный 0,15 (555 - ) 2,25 отн.ед.

Формула изобретения.

Способ автоматического регулирования подачи топлива в топку котла, заключающийся в том, что измеряют

те мпературу пара в ранней точке на- , расход питательной воды, тем- neipaTypy дымовых газов, определяют постоянную времени реакции системы ре)гулирования на возмущение по топ- ли{ву, определяют величину параметра надежности топочных экранов, опре- дегляют скорости изменения расхода питательной воды и температуры дымо- вЦх газов и изменяют подачу топлива noi сигналу, пропорциональному алгебраической cyMMQ величин температуры naipa в ранней точке перегрева, скорости изменения расхода питательной воды и скорости изменения температурь газов, а при условии превышения параметром надежности топочных экранов допускаемого значения, к сигналу, управляющему подачей топлива, добавляют дополнительный сигнал, прямо пропорциональный величине этого превышения,отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности котла за счет повышения точности регулирования, измеряют температуру металла экранной трубы в наJQ иболее теплонапряженном месте топочных экранов, определяют скорость ее изменения, которую умножают на величину постоянной времени реакции системы регулирования, находят сумму

15 полученного произведения и величины температуры металла экранной трубы и найденную сумму используют в качестве параметра надежности топочных экранов.