Система регулирования подачи воздуха на горение для парового котла Советский патент 1990 года по МПК F23N1/10 

J

Цель изобретения - повышение КПД котла путем повышения точности регулирования соотношения топливо - воздух. Это достигается тем, что датчик 11 давления вырабатываемого пара подключен через последовательно соединенные фильтр 14 нижних частот, дифференциатор 12, ограничитель 13 и корректирующий регулятор 10 к исполнительному механизму направляющего аппарата 6 вентилятора 5. На переменных режимах работы котла регулятор 10 корректирует соотношение топливо - воздух и его выходной сигнал становится равным нулю только при нулевой производной давления пара по расходу воздуха, т.е. при достижении локального оптимума соотношения топливо - воздух. 1 ил.

05

ю

00

IИзобретение относится к регулированию

I подачи воздуха на горение для паровых кот- 1 лов, используемых на тепловых электростан- I циях и в промышленных котельных. IЦель изобретения - повышение КПД

: котла путем повышения точности регулирования-соотношения топлива - воздух. На чертеже Г1ри 5едена блок-схема предлагаемой системы регулирования подачи воздуха на горение для парового котла. К горелке 1 парового котла 2 подведены

j трубопровод 3 подачи топлива и воздуховод I 4 от дутьевого вентилятора 5. Перед венти- j лятором 5 установлен направляющий аппа- j рат 6. Система регулирования подачи воз- I духа включает основной регулятор 7, датчик I 8 расхода топлива и исполнительный меха- I низм 9, связанный с направляющим аппаратом 6 вентилятора 5. На корректирую- П1ИЙ регулятор 10 сигнал от датчика И давления пара в барабане проходит последовательно через дифференциатор 12, ограни- читель 13 и фильтр 14 нижних частот. Кор- ректируюпшй регулятор 10, как и основной регулятор 7, подключен со стороны импульса к исполнительному механизму 9.

Работа системы регулирования осу- ществляется следующим образом.

Основной регулятор 7 устанавливает заранее определенное для данного расхода топлива значение расхода воздуха. В результате этого возмущения изменяется лав- ление пара в барабане, в дифференциаторе 12 формируется сигнал, пропорциональный первой производной от давления пара по времени. Этот сигнал подается через ограничитель 13 на вход корректирующего регулятора 10, и он в свою очередь формирует управляюншй корректирующий импульс на исполнительный механизм 9. В зависимости от воздействия этого импульса на полноту сгорания топлива через определенное время начинается изменение давления пара, в результате возникает сигнал на дифференциа- торе 12. Соответствующий этому сигналу управляющий импульс регулятора 10 имеет интенсивность - длительность или скорость вращения исполнительного механизма 9, пропорциональную абсолютной величине сиг- нала, т.е. абсолютной величине производ- ной от даЕ ления пара. Направление управляющего импульса зависит от знака производной. Если в результате предыдущего импульса давление пара возрастает (т.е. первая производная по времени-положитель- на), то управляющий импульс подается ре- гулятором 10 на исполнительный механизм 9 в том же направлении, что и предыдущий импульс.

Если давление падает (производная отрицательна), то управляющий импульс на исполнительный механизм 9 подается в нап- равлении, противоположном предыдущему импульсу. Интенсивность импульса и в этом случае пропорциональна абсолютной величине производной, определяющей интенсивность изменения регулируемого параметра (давления пара). В результате этого импульса также произойдет изменение давления пара, соответствующий сигнал посту- , пает на регулятор 10, новый импульс будет направлен в сторону увеличения давления пара, в процессе будет приближаться к условиям максимального КПД котла. При приближении расхода воздуха к оптимальному сигналы от предыдущих изменений будут минимальны по абсолютной величине, соответствующие управляющие импульсы будут минимальны и система останется на оптимальном значении, пока не произойдет внешнего возмущения.

После любого возмущения (в т.ч. от работы основного регулятора 7) на корректирующий регулятор 10 поступит сигнал, и так до нового выхода на оптимальный режим.

Для исключения существенного влияния корректирующего регулятора 10 на подачу воздуха при измене::цях нагрузки и других сильных возмущениях воздействие регулятора 10 должно оставаться минимальным, та,: как в этих условиях регулирование подачи воздуха должен вести основной регулятор 7. Поэтому импульс регулятора 1U должен быть ограничен по интенсивности, и в схему включен пграпичитель. Этот огра- пичитель в принципе иожно включить и на линии импульса после регулят .а 10. Для исключений минимальных воз.чеис i вий юсле выхода котла на оптимальный режим можно ограничить работу регулятора ,0 и со стороны минимума, т.е. через ограничитель 13 в этом случае не будут проходить сигналы, по интенсивности меньшие установленного при настройке предела. Это позволит также повысить устойчивость регулирования, так как небольшие случайные возмущения не будут сказываться на работе системы регулирования.

После корректирующего импульса давление пара не должно меняться в течение по- редельного промежутка времени, определяемого тепловой инерцией котла. Для повышения надежности регулирования при на- личии случайных возмущений можно дополнительно установить фильтр 14 низкой частоты таким образом, чтобы он был постоянно закрыт и открывался бы периодически на короткое время только для прохождения сигнала от предыдущего импульса. Необ- ходи.мая частота должна быть определена при настройке системы регулировании.

Формула изобретения

Система регулирования подачи воздуха ia горение для парового котла, содержащая рег улятор, соединенный с датчиком расхода топлива и исполнительным механизмом нап- равляющ,е1-о аппарата вентилятора, и датчик

давления-вырабатываемого пара, отличаю щаяся тем, что, с цеЛью повышения КПД котла путем повышения точности регулирования соотношения топливо - воздух, она дополнительно содержит последовательно соединенные фильтр нижних частот, дифференциатор, ограничитель и корректирующий регулятор, выход которого подключен к исполнительному механизму параллельно основному регулятору, а вход фильтра ниж них частот подключен к датчику дав,1ения вырабатываемого пара.