Система автоматического регулирования подачи воздуха в подтопку энерготехнологического котла - утилизатора Советский патент 1990 года по МПК F23N1/02 F23N3/00 

1

(2-1) 4474499/24-06

(22) 26.08.88

(46) 23.U6.90. Бюл. N 23

(71)Научно-производственное объединение по автоматизации горнорудных, металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии Днепрчерметавтоматика

(72)Г.Н.Сидорин, В.В.Доброп, А.Д.Сергеев, Л.В.Сочинская, В.А.Дудкина, А.И.Осипов, В.Н.Щадрин, П.В.Мнлова- нов и А.Ф.Циммерман

(53)621.182.26 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1469249, кл. F 23 Ы 1/02, 1986.

(54)СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ПОДТОПКУ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА

(57)Целью изобретения является повыг

шение точности регулирования подачи воздуха в подтопку энерготехнологического котла-утилизатора, использующего тепло дымовых газов нагревательной печи. Цель достигается тем, что в систему, содержащую датчик 3 . расхода общего воздуха, регулятор 8 расхода общего воздуха, датчик 4 расхода топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора, датчик Ь процентного содержания кислорода в дымовых газах на выходе котла-утилизатора, регулятор 28 содержания кислорода в дымовых газах, задатчик 9 соотношения топливо - воздух, задатчик 14 удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания поступающего в подтопку воздуха в стехиомет- рических условиях, задатчик 13 величины коррекции коэффициента избытка

(Л

Целью изобретения является повышение точности регулирования подачи воздуха в подтопку энерготехнологического котла-утилизатора, использующего тепло дымовых газов нагревательной печи. Цель достигается тем, что в систему, содержащую датчик 3 расхода общего воздуха, регулятор 8 расхода общего воздуха, датчик 4 расхода топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора, датчик 5 процентного содержания кислорода в дымовых газах на выходе котла-утилизатора, регулятор 28 содержания кислорода в дымовых газах, задатчик 9 соотношения "топливо-воздух", задатчик 14 удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания поступающего в подтопку воздуха в стехиометрических условиях, задатчик 13 величины коррекции коэффициента избытка воздуха в подтопке котла-утилизатора, задатчик 15 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в подтопку топлива в стехиометрических условиях, задатчик 17 коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу, задатчик 19 процентного содержания кислорода в воздухе, три блока 10, 11, 12 умножения, блок 16 суммирования, дополнительно введены датчик 5 процентного содержания кислорода в дымовых газах, поступающих от печи в котел-утилизатор, датчик 6 расхода топлива, поступающего в печь, задатчик 24 величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в печи в стехиометрических условиях, три блока 18, 20 и 25 суммирования, три 22, 23, 26 блока умножения и два блока 21, 27 деления. Расход общего воздуха корректируют регулятором 28, на входы которого поступают сигналы действительного и вычисленного заданного содержания кислорода в дымовых газа на выходе котла-утилизатора. 1 ил.

Регулирующий орган

iJO

ел

VI

&0 &0

о

30

воздуха в подтопке котла-утилизатора задатчик 15 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в подтопку топлива п стехиометрических условиях, задатчик 17 коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу, задатчик 19 процентного содержания кислорода в воздухе, три блока 10, 11, 12 ум- ноженйя, блок 16 суммирования, до-1- полнительно введены датчик 5 процентного содержания кислорода в дымовых газах, поступающих от печи в

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, в частности 20 к регулированию подачи общего воздуха в подтопку энерготехнологичес- кого котла-утилизатора (ЭТКУ), использующего тепло дымовых газов нагревательных печей и Применяющегося 25 на предприятиях черной металлургии.

Целью изобретения является повышение точности регулирования подачи воздуха в подтопку котла-утилизатора.

На чертеже представлена структурная О схема системы автоматического регулирования подачи воздуха в энерготехнологический котел-утилизатор.

Система содержит нагревательную печь 1 .с энерготехнологическим кот- 35 лом-утилизатором 2, датчик 3 расхода общего воздуха на подтопку ЭТКУ, датчик 4 расхода топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ, датчик 5 процентного содержания кислорода в дымовых 40 газах, поступающих от печи в котел- утилизатор, датчик б расхода топлива, поступающего в печь, датчик 7 процентного содержания кислорода в дымовых газах на выходе котла-утилиза- 45 тора.

Датчик 3 расхода общего воздуха на подтопку ЭТКУ соединен с входом регулятора 8 расхода общего воздуха, к другому входу которого подключен ,Q задатчик 9 соотношения топливо - воз- дух.

Датчик 4 расхода топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ,соединен с входом регулятора 8 и с первыми входами блоков 10-12 умножения. К второму входу первого блока 10 умножения подключен задатчик 13 величины коррекции коэффициента избытка воздуха в

котел-утилизатор, датчик 6 расхода топлива, поступающего в печь, задатчик 24 величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в печи в стехиометрических условиях, три блока 18, 20 и 25 суммирования, три 22, 23, 26 блока умножения и два блока 21, 27 деления. Расход общего воздуха корректируют регулятором 28, на входы которого поступают сигналы действительного и вычисленного заданного содержания кислорода в дымовых газах на выходе котла-утилизатора. 1 ил.

подтопке ЭТКУ. К второму входу второго блока 11 умножения подключен задатчик 14 удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания поступающего в подтопку ЭТКУ топлива в стехиометрических условиях. К второму входу третьего блока 12 умножения подключен задатчик 15 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в подтопку ЭТКУ топлива в стехиометрических условиях.

Выход первого блока 10 умножения подключен к первому входу первого блока 16 суммирования, к второму входу которого подключен задатчик 17 коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу, а выход блока 16 суммирования подключен к третьему входу второго блока 11 умножения. Датчик 5 процентного содержания кислорода в дымовых газах, поступающих от печи в ЭТКУ, соединен с вычитающим входом второго блока 18 суммирования, к суммирующему входу которого подключен задатчик 19 процентного содержания кислорода в воздухе.

Выход второго блока 11 умножения подключен к входу третьего блока 20 суммирования, к другим входам которого подключены выход третьего блока 12 умножения, и выход первого блока 21 деления. Вход делителя блока 21 деления соединен с выходом второго блока 18 суммирования, а вход делимого соединен с выходом четвертого блока 22 умножения. Вход последнего соединен с датчиком 3, а другой его вход соединен с выходом пятого блока 23 умножения.

Датчик 6 расхода топлива, посту- пающего в печь, соединен с первым входом блока 23 умножения, второй вход которого соединен с задатчиком. 24 величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в печи в стехиометрических условиях, а выход блока 23 умножения соединен с входом третьего блока 20 суммирования.

Выход первого блока 21 деления соединен с первым входом четвертого блока 25 суммирования, второй вхо которого соединен с выходом второго блока 11 умножения, а выход блока 25 суммирования соединен с входом шестого блока 26 умножения, другой вход которого соединен с задатчиком 19.

Выход шестого блока 26 умножения соединен с первым входом второго блока 27 деления, второй вход которого соединен с выходом блока 20 суммирования. Выход блока 27 деления соединен с входом регулятора 28 содержания кислорода в дымовых газах, а датчик 7 процентного содержания кислорода в дымовых газах на выходе ЭТКУ соединен с вторым входом регулятора 28. Выход последнего соединен с входом регулятора 8 расхода общего воздуха, выход которого соединен с исполнительным механизмом 29 регулирующего органа 30 дутьевого вентилятора

Система работает следующим образом.

Сигнал от датчика 6 расхода топлива, поступающего в печь 1, поступает на первый вход блока 23 умножения , на второй его вход поступает сигнал задатчика 24 величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, поступающего в печь в стехиометрических условиях. Блок 23 формирует сигнал, представляющий собой теоретическое количество дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в печь топлива в единицу времени.

Сигнал от датчика 5 процентного содержания кислорода в дымовых газах печи 0,п (%) поступает на вычитающий вход блока 18 суммирования, на суммирующий вход которого поступает сигнал от задатчика 19 процентного содержания кислорода в воздухе. Выходной сигнал блока 18, представляющий собой разность содержаний кислорода в воздухе и дымовых газах

5

0

5

печи, поступает в качестве делителя на вход блока 21 деления. На другой его вход в качестве делимого поступает выходной сигнал блока 22 умножения. Этот блок перемножает сигналы с выходов блока 23 умножения и датчика 5. Выходной сигнал блока 21 представляет собой количество воздуха в Q дымовых газах, поступающих от печи в котел-утилизатор в единицу времени.

Теоретическое количество дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора в единицу времени, формируется в блоке 12 умножения, на первый вход которого поступает сигнал от датчика 4 расхода топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора, а на второй вход - сигнал задатчика 15 величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в подтопку котла-утилизатора топлива.

Сигнал датчика 4 поступает также на первый вход блока 10 умножения, на второй его вход поступает сигнал от задатчика 13 величины коррекции коэффициента избытка воздуха в подтопке котла-утилизатора. На выходе блока 10 умножения формируется сигнал, который поступает на вычитающий вход блока 16 суммирования. На суммирующий его вход поступает сигнал задатчика 17 коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу, а выходной сигнал блока 16 суммирования поступает на третий вход блока 11 умножения, на второй вход которого поступает сигнал от задатчика 14 удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания поступающего в подтопку котла-утилизатора топлива в стехиометрических условиях. На первый вход блока 11 умножения поступает сигнал от датчика 4, а выходной сигнал представляет собой количество избыточного воздуха, подаваемого на горение топлива в подтопку котла-утилизатора в единицу времени.

Этот сигнал поступает на второй вход блока 25 суммирования и на третий вход блока 20 суммирования. Выходной сигнал блока 25 представляет собой количество воздуха, содержащегося в дымовых газах на выходе котла-утилизатора в единицу времени.

Содержание кислорода в этом воздухе формируется блоком 26 умноже0

5

0

5

0

5

7

ния, на второй вход которого поступает выходной-сигнал блока 25, а на первый вход - сигнал задатчика 19. Выходной сигнал блока 26 поступает в качестве делимого на первый вход блока 27 деления. На второй вход в качестве делителя поступает выходной сигнал блока 20, на входы которого поступают выходные сигналы блоков 23 и 12. Выходной сигнал блока 20 представляет собой расход дымовых газов на выходе котла-утилизатора в единицу времени.

Выходной сигнал блока 27 деления представляет собой задание по процентному содержанию кислорода в дымвых газах на выходе котла-утилизато

Выходной сигнал блока 27 деления и сигнал датчика 7 процентного содежания кислорода в дымовых газах на выходе котла-утилизатора поступает на входы регулятора .28 содержания кислорода в дымовых газах. Выходной сигнал этого регулятора поступает н вход регулятора 8 расхода общего водуха. На другой вход последнего поспает сигнал по расходу топлива, поступающего в подтопку котла-утилизат

ра от датчика 4, на третий вход - сигнал обратной связи от датчика 3 расхода общего воздуха на подтопку котла-утилизатора, на четвертый - сигнал от задатчика 9 по соотношению топливо - воздух.

Регулятор 8, воздействуя на исполнительный механизм 29, изменяет положение регулирующего органа дутьевого вентилятора 30, уменьшая или увеличивая расход общего воздуха в подтопку ЭТКУ.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования подачи воздуха в подтопку энерготехнологического котла-утилизатора, использующего тепло дымовых газов нагревательной печи, содержащая задатчик процентного содержания кислорода в воздухе, датчик расхода топлива, поступающего в подтопку энерготехнологического котла-утилизатора, выход которого подключен к входам первого, второго и третьего блоков умножения и к входу регулятора расхода общего .воздуха, задатчик величины коррекции коэффициента из- бытка воздуха в подтопке котла-ути

08

8

лизатора, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, задатчик удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания поступающего в подтопку котла-утилизатора топлива в стехиометрических условиях, выход которого подключен к второму входу второго блока умножения, задатчик удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в подтопку котла-утилизатора топлива в стехиометрнческих условиях, выход которого подключен к второму входу третьего блока умножения, задатчик коэффициента избытка

0

5

0

5

0

45

50

5

воздуха, уменьшенного на единицу, выход которого подключен к входу блока суммирования, к вычитающему входу которого подключен выход первого блока умножения, а выход этого блока суммирования подключен к третьему входу Второго блока умножения, датчик расхода общего воздуха, выход которого подключен к вх оду регулятора расхода общего воздуха, задатчик соотношения топливо-воздух, выход которого подключен к входу упомянутого регулятора, датчик процентного содержания кислорода в дымовых газах на выходе котлатутилизатора, выход которого подключен к входу регулятора содержания кислорода ,в дымовых газах, выход которого подключен к первому входу регулятора расхода общего воздуха, выход которого подключен к исполнительному механизму дутьевого вентилятора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования подачи воздуха в подтопку котла-утилизатора, она дополнительно содержит датчик расхода топлива, поступающего в печь, датчик процентного содержания кислорода в дымовых газах, поступающих от печи в котел-утилизатор, задатчик величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании то плива в печи в стехиометрических условиях, три блока суммирования, три блока умножения, два блока деления, причем датчик расхода,топлива, поступающего в печь, подключен к входу четвертого блока умножения, к второму входу которого подключен задатчик величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в печи в стехиометрических условиях, а выход этого блока умножения

подключен к входам пятого блока умножения и третьего блока суммирования, выход датчика процентного содержания кислорода в дымовых газах, поступаю-- щих от печи в котел-утилизатор, под- ключей к второму входу пятого блока умножения и к вычитающему входу второго блока суммирования, к суммирующему входу которого подключен за- датчик процентного содержания кислорода в воздухе, который также подключен к первому входу шестого блока умножения, выход второго блока суммирования подключен к входу делителя первого блока деления, к входу делимого которого подключен выход пятого блока умножения, выход первого блока деления подключен к второму

входу третьего блока суммирования и к входу четвертого блока суммирования, к второму входу которого подключен выход второго .блока умножения, а выход четвертого блока суммирования подключен к второму входу шестого блока умножения, к третьему и четвертому входам третьего блока

суммирования подключены выходы соответственно второго и третьего блоков умножения, а выход третьего блока суммирования подключен к- входу делителя второго блока деления, к

5 входу делимого которого подключен выход шестого блока умножения, выход второго блока деления подключен к первому входу регулятора содержания кислорода в дымовых газах.