Способ автоматического регулирования горения пылеугольного топлива и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК F23N1/00 

35

Изобретение относится к. автомати- 20 ескому регулированию горения в топ,- ах, преимущественно парогенераторов, спользующих пыпеугольное топливо с алым выходом летучих веществ и пониенной калорийности.25

Цель изобретения - повышение технического ресурса топки кстлоагрегата и повышение надежности слива ишака.

На чертеже представлена электрогид- о равлическая функциональная схема устройства для автоматического регулиро- вания горения пылеугольного топлива.

Устройство для автоматического регулирования горения пылеугольного топ лива состоит из установленных на стенках топки 1 термопар 2, 3 и А, подключенных к решающему блоку, содержаш,е- му аналого-цифровой преобразователь 5, соединенный с микропроцессором 6, свя- занным с цифроаналоговым преобразова- телем 7, к управляющим входам которого подключен таймер 8 и выход которого подключен через пропорционально- ин тегральное звено 9 к регулирующему 45 клапану 10, через детектор 11 отноще- ния - с электроприводом золотника 12 делителя мазута, а через логические элементы И 13, 14 - с электроприводами 15, 16 двухпозиционных золотников, соединенных с парами противолежащих форсунок 17, 18 и 20, 19. Угол смещения факела oi, отсчитывается от первой термопары 2 в направлении возрастания нумерации термопар (а также форсунок). Угол между первой термопарой и форсун- кой равен 45°. Электропитание блоков и электроприводы регулирующего клапана и золотников на чертеже не показаны

55

5

0 5

о

45

5

Способ заключается в следующем. Измеряют температуру стенок топки тремя термопарами 2, размещенными на горизонтальной окружности с центром посредине топки, относительно температуры Тр внещней среды.

Расчитывают координаты отклонения факела от вертикальной оси топки - степень смещения факела (г) и направ- ляюп(ие косинус (С) и синус (S) угла

смещения по формулам:

I г J„

- l2l/- ;; C 2V -V2-Vj; S (

где V; (Т--Т ) приведенные температуры стенок топки (Относительно внешней среды;

Т, Т - соответственно температуры стенок топки в точках (i 1,2,3) измерения и средняя температура относительно внешней среды; К 3 - 4 - коэффициент, учитывающий .влияние экрана и обмуровки на температуру стенки.

Рассчитывают расход дополнительных форсунок Сф по известному общему расходу мазута Сдд и положению четырех дополнительных форсунок, установленных в стенках топки равномерно на окружности с центром на ее вертикальной оси по форме, минимизирующей расход С(р Од,-С/3 (1 + г).

Отводят в дополнительные форсунки расчетное количество мазута регулиру ющим клапаном, установленным на общей магистрали мазута.

Выделенный расход G мазута для дополнительных форсунок перераспределяют в соответствующие форсунки, ре гулируя индивидуальные заслонки согласно уравнениям:

g, 0,71 Gcp (1+S/C)(1-I2(C+S)); g 0,71 Gcp 1+S/C)-- l(C+5)

для первой пары противолежащих форсунок ,

g2 0.71 Gcp(1-S/C)(1- g(C-S)); g. 0,71 Cm (1-S/C) . )

тI

для второй накрест лежащей пары форсунок ,

где I (C+S) - единичная ступенчатая функция.

Устройство для автоматического регулирования горения пыпеугольной топки работает следующим образом.

При отклонении факела от его положения на вертикальной оси топки 1 в трех термопарах 2, 3 и 4 генерируется пропорциональные температурам стенок взаимно неравные термоэле} тродви- жущие силы, поступающие на цифроана- логовый преобразователь 5 решающего блока.Микропроцессор 6 по заложенной в него програм е, адекватной уравнениям, приведенным в формуле изобретения, рассчитывает координаты факела - степень смещения г и направляющие косинус С и синус S угла смещения соотносительно направления на первую термопару 2.

Одновременно микропроцессор 6 по сигналу об общем расходе мазута в топке G поступившему также на аналого- цифровой преобразователь э, и рассчитанным координатам факела определяет

интегрирующее звено 9, состоящее из . интеграторов и сумматора, на электропривод регулирующего клапана 10, кото- рьй по этой команде устанавливает необходимый суммарный расход мазута на дополнительные форсунки 17-20.

Одновременно сумма и разность направляющих косинуса и синуса угла ci

10 смещения факела поступают на детектор 11 отношений, где преобразуется электрический командный сигнал, пропорциональный отношению расходов (g « + g3) и (g 2. В 4.) пар противолежапщх форсуJ5 нок, управляющий электроприводом золотника 12 делителем мазута, и на логические элементы И, управлякщие электроприводами 15 и 16 двухпозиционных .золотников.

20 При этом соединенный с детектором 11 отношений золотник 12 делителя мазута перераспределяет расход G между парами форсунок в отношении

25

g (

g3

g

84C + S

С - S

a двухпозиционные золотники попеременно, по сигналу с логических элементов И, включают одну из противолежащих

30 форсунок 17, 18 и 19, 20, смещая фак ел оси топки. Таким образом, стабилизирован ньпТ в центре топки факел обеспечивает няиболее благоприятные условия -для шкалоудаления, что, в свою очеЧсредь, позволяет понизить температуру пода топки, сохранив надежное жидкое шлакоудаление при минимальном отводе мазута из общей магистрали питания основных мазутных форсунок.

4п Формула изобретения

1. Способ автоматического регулирования горения пьтеугольного топлива путем изменения расхода мазута в

минимизированный расход мазута на до- д общей мазутной магистрали, расход кополнительные форсунки 17 - 20. Расчет координат факела и величины расхода мазута производится периодически по команде с таймера 8. По окончании результаты расчета в виде аналоговых G

торого регулирует по командному сигналу, определяемому по измеренной температуре степени топки, и подачи мазута в дополнительные форсунки, о т- 50Л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения надежности слива шлака и .повышения технического ресурса топки, одновременно измеряют темп ературу сте-

., . . .нок топки в трех точках, равномерно

ет их в электрический аналоговый сиг- „ Размещенных по окружности, имеющей

,„ „,„„ „г, ог,о центр на вертикальной оси топки, раснал, сохраняющий свое значение до еле--

,- о гигняп считывают координаты факела по форму- дующей команды с таймера о. сигнал

G (В поступает с цифро.аналогового пре-лам. ,

образователя 7 через пропорционально-г ;

.ф и суммы и разности направляющих косинуса (С) и синуса (S) угла смещения oi поступают на цифроаналоговый преобразователь 7, который преобразуинтегрирующее звено 9, состоящее из . интеграторов и сумматора, на электропривод регулирующего клапана 10, кото- рьй по этой команде устанавливает необходимый суммарный расход мазута на дополнительные форсунки 17-20.

Одновременно сумма и разность направляющих косинуса и синуса угла ci

смещения факела поступают на детектор 11 отношений, где преобразуется электрический командный сигнал, пропорциональный отношению расходов (g « + g3) и (g 2. В 4.) пар противолежапщх форсунок, управляющий электроприводом золотника 12 делителем мазута, и на логические элементы И, управлякщие электроприводами 15 и 16 двухпозиционных .золотников.

При этом соединенный с детектором 11 отношений золотник 12 делителя мазута перераспределяет расход G между парами форсунок в отношении

g (

g3

g

84C + S

С - S

a двухпозиционные золотники попеременно, по сигналу с логических элементов И, включают одну из противолежащих

30 форсунок 17, 18 и 19, 20, смещая фак ел оси топки. Таким образом, стабилизирован ньпТ в центре топки факел обеспечивает няиболее благоприятные условия -для шкалоудаления, что, в свою очеЧсредь, позволяет понизить температуру пода топки, сохранив надежное жидкое шлакоудаление при минимальном отводе мазута из общей магистрали питания основных мазутных форсунок.

4п Формула изобретения

1. Способ автоматического регулирования горения пьтеугольного топлива путем изменения расхода мазута в

2V, V 3

s -J (V2- vO,

де

г :э

г - степень смещения факела от оси топки, с;

К 3 - 4 - коэффициент, учитывающий влияние экрана и обмуров Q ки на температуру стенки;

i 1,2,3 - номера точек измерения;

ре (,4)),

приведенные темпе,5 а расход мазута в дополнительные форQ

8995 .8

(1+S/C) 1-(CtS) ; ,71Gcp(1tS/C) (C+S),

где en дополнительной форсунки; . ,i7(C+S) - единичная ступенчатая функция (знак плюс относится к первой паре противолежащих форсунок (,3), знак минус

ч

К другой па-

ре (,4)),

дополнительны

Изобретение относится к автоматическому регулированию горения в топках преимущественно энергетических генераторов, использующих в качестве топлива угли с малым выходом летучих веществ и пониженной калорийностью, и позволяет повысить технический ресурс топки и надежность слива шлака. Это достигается путем изменения расхода пылеугольного топлива по температуре стенок топки по командному сигналу и перераспределением мазута в дополнительных подовых форсунках. При этом расход G N форсунки определяют по формулам G N=0,23G м(C±S)[1-*98N (C±S)]/(1+R), N=1,2

G N=0,23G м(C±S) *98N (C±S)/(1+R), N=3,4, где знак "плюс" для форсунок N=1,3

R=(3-4)√ Σ V I

C=2V 1-V 2-V 3

S=√3(V 2-V 3)

G м - общий расход мазута, т/ч

I=1 R-степень смещения факела

C,S - направляющие косинус и синус угла смещения факела в топках относительно термопар с приведенной температурой V I

I=1,2,3. В устройстве термопары 2,3 и 4 и форсунки 17, 18, 19 и 20 располагают в стенке топки равномерно на соответствующих окружностях с центром на оси топки 1. Сигналы пересчитываются в микропроцессоре 6. В цифроаналоговом преобразователе 7 и логических элементах 13 и 14 формируются команды, управляющие регулирующим клапаном 10 и золотниками 12, 15 и 16, подключенными к форсункам 17, 18, 19 и 20. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

20

ратуры стенок топки относительно внешней среды; Т- - температура стенок топки в точках измерения; Т - температура окружающей среды; S - направляющие косинус и синус угла 25 смещения факела относительно первой точки, в которой измеряют температуру стенки 30 топки, и принятой ; за начало отсчета, по рассчитанным координатам факела, известному общему расходу мазута и известному положению четьфех дополнительных мазутных форсунок, размещен- Hbix на стенках топки равномерно по окружности, имекщей центр на оси топки, рассчитьшают суммарный расход мазута в дополнительные горелки по соотношению

35

40

&ф (1 + г).

где Сф - суммарный расход мазута в дополнительные горелки;

Сд- обгщй расход мазута, отводят.мазут в дополнительные горелки и распределяют его по дополнительным горелкам по соотношениям:

0

5 0

5

0

5

сунки используют в качестве командного сигнала для регулирования расхода мазута,

2. Устройство для автоматического регулирования пьшеугольного топлива, содержащее датчики температуры стенок топки, выполненные в виде термопар, подключенных к решающему блоку, логические элементы И, регулирующий клапан расхода, установленньш в общей магистрали, отличающе еся тем, что, с целью повьшения надежности слива шлака и технического ресурса топки, имеющей четыре дополнительные форсунки, оно дополнительно содержит датчик общего расхода мазута, пропорционально-интегрирующее звено, детектор отношения, золотник делителя, двухпозиционные золотники и таймер, причем термопары и дополнительные форсунки размещены равномерно по окружности, имеющей, центр на вертикальной оси топки, датчик расхода мазута и таймер соединены с решающим блоком, который соединен через пропорционально-интегрирующее звено с регулирующим клапаном, через детектор отношений - с золотником делителя мазута,,а через логические элементы И - с двухпозици- онными золотниками, подключенными к цепям противолежащих дополнительных форсунок.