Система регулирования соотношения газов в смеси Советский патент 1990 года по МПК G05D11/13 

Изобретение относится к технике регулирования, а именно к системам регулирования неэлектрических величин, в частности соотношения компонентов в газовых смесях, и может быть использовано на газосмесительных станциях металлургических заводов, готовящих топливо для нагревательных и термических печей и других объектов, потребляющих газообразное топливо.

Цель изобретения - повышение экономичности системы.

На чертеже представлена функциональная схема системы регулирования соотношения газов в смеси.

Система содержит датчик 1 давления смеси.с регулятором 2 расхода первого газа, коммутирующий блок 3 с замыкающими контактами 3.. и соответствуюи1ими конечными выключаI

телями и реле (не показаны), исполнительный механизм клапана k, дроссельные заслонки 5 и 6, спаренные между собой раздвижной тягой 7, блок 8 управления раздвижной тягой, состоящий из датчика 3 перепада давления первого и второго газов и исполнительного органа 10, датчик 11 перепада давления на дроссельной заслонке 5, соединенный с регулятором 12 положения дроссельной заслонки 5, датчик 13 перепада давления на дроссельной заслонке 6, соединенный с регулятором I расхода второго газа, воздействующим на исполнительный механизм клапана 15, исполнительный механизм клапана 16, управляемый регулятором 17 расхода третьего газа, соединенным с блоком 18 вычисления калорийности смеси, сос тоящим из датчиков расхода первого, второго и третьего газов, сумматоров 22 - , блока 25 умноже ния, лелителей 26 и 27, вычислителя 28 калорийности смеси первого и вто рого газов и вычислителя 29 калорий ности смеси из трех газов. Система работает следующим образом. В исходном положении исполнитель ный механизм клапана 16 на третьем резервном газе полностью закрыт, его конечный выключатель замкнут и через него подается питание на одно из реле блока 3. Контакты 3.1 - 3.3 этого реле замыкаются и подключают выходы регуляторов 2, 12 и 1 к исполнительным механизмам (не показаны) клапанов 4 - 6 и 15. Другое реле блока 3 получает питание через последовательно соединенные конечны выключатели, замкнутые при полность открытых клапанах и 15. Контакт З, этого реле замыкается и подключает регулятор 17 к клапану 1б. ТаКИМ-образом, в исходном положении контакты 3.1 - 3.3 замкнуты, а кон такт 3. разомкнут. При работе системы давление смеси может изменяться от внешних возм щений. Эти изменения воспринимаются датчиком 1 давления, и регулятор 2 через контакт 3.1 перемещает клапан Ц, восстанавливая заданное давление При этом изменяется расход первого газа, что воспринимается датчиком 11 .перепада давления на дроссельной заслонке 5. Регулятор 12 стремится скомпенсировать изменение перепада давления перемещением заслонки 5. Поскольку заслонка 5 спарена с заслонкой .6 на втЬром газе, то и она перемещается на ту же величину, что и заслонка 5. При этом датчик 13 воспринимает возникающее изменение перепада давления на заслонке 6, а регулятор Ц компенсирует это изменение перемещением клапана 15, т.е. изменением расхода второго газа. Такое регулирование обеспечивает одинаковое соотношение перепадов давлений на заслонках 5 и 6 и следовательно, одинаковое соотношение расходов первого и второго газов. Спарёнчые заслонки 5 и 6 по существу являются измерительными дроссель ными устройствами с постоянным перепадбм и переменным переходным сечением. При одновременном перемещении спаренных заслонок 5 и 6 может возникнуть нарушение геометрического подобия их проходных сечений, что вызывает некоторую погрешность при приготовлении смеси газов. Это нарушение устраняется блоком 8 следующим образом. При изменении соотношения расходов первого и второго газов изменяется и соотношение их давлений, что воспринимается датчиком 9 перепада давлений При этом замыкается один из контактов (Больше или Меньше) позиционного регулирующего устройства, встроенного в датчик 9, который включает исполнительный орган 10. Последний воздействует на раздвижную тягу 7, удлиняя ее или укорачивая, в связи с чем спаренные заслонки 5 и 6 получают дополнительное перемещение. Это дополнительное перемещение в совокупности с основным, от регулятора 12, обеспечивает требуемую точность регулирования. Таким образом, происходит регулирование расхода второго газа по фактическому расходу первого, что позволяет выдержать заданное соотношение их расходов и, следовательно, калорийность смеси. Регулировэние продолжается до полного открытия клапанов 4 и 15, что свидетельствует о полном использовании ресурсов первого и второго газов - отходов собственного производства, и фиксируется блоком 3. При полном открытии клапанов Ц и 15 замыкается контакт З. блока 3 и подключается выход регулятора 17 через исполнительный механизм к регулирующему клапану 1б на резервном, газе. На вход регулятора 17 посту- . пает сигнал от блока 18, который сравнивается с сигналом от задатчика, встроенного в регулятор 17, и в результате сравнения на выходе формируется команда управления клапаном 1б. Как только клапан 1б начнет двигаться в сторону открытия, т.е. сдвигается из положения Закрыто, контакты 3.1 - 3.3 блока 3 размыкаются, прекращая регулирование основных газов. Эта блокировка выполнена с целью экономии резервного (природного) газа в случае, когда потребность в смешанном газе у потребителя снижается. 5 Вычисление калорийности смеси, состоя1цей из трех газов, осуществля ется в блоке 18 по зависимости qcMiCGi + Gg) см G + GI+GJ GjJ- qcMi(G, + Gj)/q: (G, -b G.r+ теплота сгорания смеси, состоящей из трех газов К-тг- - теплота сгорания смеси, состоящей из основных газов; q - теплота сгорания резервного топлива, G - расход основного первого газа (коксового) G - расход основного второго газа (доменного); Gj - расход резервного газа (природного), Реализация этой зависимости происходит следующим образом. Сигналы пропорциональные расходам G и Gj основных газов, с датчиков 19 и 20 поступают на вычислитель 28 и первый сумматор 22. Сигнал с выхода вычислителя 28, пропорциональный Чсм1 сигнал с сумматора 22, пропорциональный (G , + G), поступают на блок 25 умножения, где формируется сигнал, пропорциональный произ ведению (G, + G,). Этот сигнал, пройдя делитель 26, уменьшается в q, раза, образуя на выходе делителя 26 сигнал,, пропорциональный второму слагаемому числителя зависимости (1). Числитель в целом формируется на сумматоре 2, на который поступают сигнал с выхода делителя 2б, пропорциональный + (г)/Чэ и сигнал от датчика 21 расхода, про порциональный расходу резервного топлива G3. От этого же датчика 21 сигнал, пропорциональный G, поступает на сумматор 23, в котором суммируется с сигналом от сумматора 22. В результате сигнал, пропорциональный сумме расходов трех газов, поступает на делитель 27, в котором формируется знаменатель зависимости (1). Таким образом, на вход вычислите ля 29 поступают сигналы, пропорциональные выражениям G.a , + )/q5И (G 1 + G 4- G3)/qs. Отноше1ние .этих выражений является те«ущим значением q, которое формиру-. ется на выходе вычислителя 29. Выход вычислителя 29 подключен к регулятору 17, в котором происходит сравнение сигнала TeKyt)iero значения q с заданным на встроенном в регулятор 17 задатчике и формирование команды на регулирующий клапан 16 через контакт 3. коммутирующего блока 3. Формула изобретения 1. Система регулирования соотнош§,ния газов в смеси, содержащая датчики расхода первого, второго и третьего газов, подключенные выходами к соответствующим входам блока вычисления калорийности смеси, выход которого соединен с входом регулятора расхода третьего газа, а также исполнительные механизмы клапанов, установленных на линии подачи газов, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности системы, она содержит дроссельные заслонки, спаренные раздвижной тягой и установленные на линии подачи первого и второго газов, датчики перепада давления на дроссельных заслонках, датчик давления смеси, регуляторы расхода -газа и коммутирующий блок, конечные выключатели которого, установленные в цепи питания соответствующих реле, механически связаны с клапанами, выход датчика давления смеси подключен к входу регулятор.-; расхода первого газа, выход которого через замыкающий контакт первого реле коммутирующего блока связан с входом исполнительного механизма клапана, установленного на линии подачи первого газа, выход датчика перепада давления на дроссельной заслонке, установленной на линии подачи первого газа после соответствующего клапана,соединен с входом регулятора положения этой же дроссельной заслонки, связанного выходом через замыкающий контакт первого реле коммутирующего блока с раздвижной тягой, выход датчика перепада давления на дроссельной заслонке, установленной на линии подачи второго газа после соответствую1чего клапана, подключен к входу регулятора расхода второго газа, выход которого соединен через замыкающий контакт первого реле коммутирующего блока с входом исполнительного механизма клапана, установ ленного на линии подачи второго газа, выход регулятора расхода третьего газа подключен через замыкающий контакт второго реле коммути рующего блока к входу исполнительного механизма клапана, установленного на линии подачи третьего газа, причем все клапаны расположены на линиях подачи газов после датчиков .рахода газов. 1596 Q 38 2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения ТОЧНОСТИ, она содержит блок управления раздвижной тягой, включающий, в себя последовательно соединенные датчик перепада давления первого и. второго газов, установленный после дроссельных заслонок, и исполнительный орган, связанный выходом с раздвижной тягой.

Изобретение относится к технике регулирования неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение экономичности системы. Для достижения цели в известную систему, содержащую датчики расхода первого, второго и третьего газов, блок вычисления калорийности смеси, регулятор расхода третьего газа и исполнительные механизмы клапанов, введены дроссельные заслонки, спаренные раздвижной тягой и установленные на линии подачи первого и второго газов, датчики перепада давления на дроссельных заслонках, датчик давления смеси, регуляторы расхода газа и коммутирующий блок. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.