Система регулирования процесса горения в котлоагрегате Советский патент 1990 года по МПК F23N1/02 

Изобретение относится к теЕиюэнергети- кр и может быть использовано при автома- тизации процесса горения в котлоагрега- тау оборудозаиных горелками, размещен- ными в несколько ярусов на фронтовой стен- ке топки, и сжигающих газообразное или жидкое тошшво или их смесь.

Цель изобретения - повышение экономичности процессов горения и снижение выбросов окислов азота в котельных агрегатах.

На чертеже изображена структурная схема системы.

Регулятор 1 расхода топлива соединен с регупирующим клапаном 2 расхода топлива и задатчиком 3 нагрузки котла и датчиком 4 расхода топлива, который соединен также с устройством 5 форсировки, и распределителем 6 сигнала расхода топлива. Выходы паспределителя 6 расхода топлива соединены с входами регуляторов 7--9 соответственно первичного, вторичного, и третичного воздуха Вход регулятора 7 соединен с выходом устройств 5 форсировки, выходом корректирующего регулятора 10, с входом которого соединены датчик 11 содержания кислорода в дымовых газах и датчик 12 расхода первичного воздуха. Входы регуляторов 8 и 9 соединены с датчиками 13 и И расхода вторичного и третичного воздуха соответственно и выходом корректирующего регулятора 15, на вход которого подключены датчики 16 и 17 химнедожога и мехнедожога топлива через сумматор 18 сигналов, выход иоторого подключен к выделителю 1Ь максимума соединенному с автоматическим переключателем 20 и датчиком 21 содержания- окислов азота в дымовых газах, причем переключатель 20 соединен также с выходом сумматора 18 и датчиком 21. 1аким обра- чом на один из двух входов корректирующего регулятора 15 через переключатель 20 подключен суммарный сигнал от датчиков 16 17 или от датчика 21.

регулятора 7 соединен с регулирующим клапаном 22, имеющим датчик 23 положения, выход регулятора 8 соединен с регулирующим клапаном 24, имеющим датчик 25 положения, регулятор 9 с регулирую- и1им клапаном 26, имеющим датчик 2/ положения. Выходы датчиков 23, 25 и 27 положения соединены с входом выделителя 2 максимума выход которого соединен со вхо- аом регулятора 29 общего воздуха, выход которого соединен с направляющим аппаратом 30 дутьевого вентилятора 3.

Система работает следующим образом. При изменении, например, увеличении сигнала задания регулятор 1 расхода топлива увеличивает расход топлива на котел, воздействуя на регулирующий клапан 2 расхода топлива. Сигнал от датчика 4 расхода топлива поступает как обратная связь на регулятор 1 расхода топлива и на распределитель 6 сигнала, который делит сигнал

iO

o

г атчика 4 расхода топлива з требуемом соотношении, зависящим в основном от сжигаемого топлива, и подает его в каче--;т5е сигналов задания на регулятор первичного воздуха, регулятор 8 стсричного зоз- духа и регулятор 9 третичного воздуха, определяя тем самым соотношения расходов воздуха по потокам. Регуляторы увеличивают соответствующ.ие расходы воздуха по потокам во.эде йструя на- соответствующие клапаны 22, 24 и 26 и получая в качестве обратной связи сигналы от соответствующих датчиков расхода воздуха.

При увеличении нагрузки регулятор / первичного воздуха получает дополнительный форсирующий сигнал от устройства о форсировки, на которое поступает сигнал от расхода топлива, олатдиря чему в переходных режимах при увеличе к.и нагрузки регулятор первичного воздуха форсирует подачу к горелкам, обычный рас- 0 4д на который составляет в зависимости от вида топлива 65-90% от общего расхода воздуха. Кроме того, при из.v;eнeнии нагрузки на реп/лятор первичного воздуха может поступать сигнал от корректирующего ре- гуля гора 10, если содержание кислорода 2 в дымовых газах, определяемое датчиком 11 кислорода, отклонилось от номинального значения.

Если прн изменении нагрузки прокзош- ло эткльнение от допустимых зиачен ий сум- марного сигнала от датчиков 16 и : / химне- ложога и мехнедожога и он превысил сигнал от датчика 21 содержания окислов азота в дымовых газах, этот суммарный си1- наа от сл-мматора 18 через выделитель ,J максимума-и автоматически нереклю ел-ель О поступает на общий корректирующий р.- ГУ1ЯТОР 15, который увеличивает задание регулятору S вторичного воздуха, который увег1ичивает расход вторичного воз.ауха, тем самым интенсифицируя процесс горения в 0 топке и уменьщает задание регулятору - третичного воздуха, который уменьша п- расход третичного воздуха-, что обеспечивает общий рас.ход вторичного и трети - пого воздуха примерно постоянным и равным 10--35% от общего расхода воздуха. 46

Если при изменении нагрузки произош- 10 отклонение от допустимых значений сигнала от датчика 21 содержания окислов азота в дымовых газах и он превысил сум50 марный сигнал от датчиков 16, 17 химнедожога и мехнедожога, этот сигнал через выделитель 19 макси.уума-и автом(:.тическии переключатель 20 поступает ка о&ший корректирующий регулятор 15. который увеличивает задание регулятору 9 третичного

55 воздуха, который ув.-2личиваег расход третичного воздуха, способствуй луч.нему iic- давлению окислов азота в верхней части топки, и уменьщает задание регулятору 8

вторичного ЬчОздуха, который уменьшает расход вторичного воздуха.

Если в про1 ,ессе увеличеЕ.-ия нагрх зки один из регулирующих iwiananoB 22, 24, 26 первичного, вторичного или третичного воздуха достиг положения, близкого к полному открытию, сигнал от соответствующего датчика 23, 25, 27 положения регулирующего клапана через выделитель 28 максимума поступает на регулятор 29 общего воздуха, который действует на открытие направляющего аппарата 30 дутьевого вентилятора 31; таким образом, регулятор общего воздуха обеспечивает минимальное дросселирование в воздущном тракте и 1У,инималь- ную загрузку дутьевого вентилятора.

Аналогично система работает и прь других изменениях тсгючного режима: умень щении нагрузки котла, изменении кол ичест- ва горелок, переводе вентилятора с одной скорости на другую и т.п.

Формула изобретения

1. Система регулирования процгсса горения в котлоагрегате, содержащая регулятор расхода топлива, соединенный с за- датчиком, датчиком расхода топлива и с регулирующ,им клапаном расхода топлива, регулятор расхода общего воздуха, связанный с направляюш,им аппаратом вентилятора и датчиками расхода общего воздуха и топлива, корректирующий регулятор, соединенный через выделитель максимума с датчиком окислов азота в дымовых газах и блоком сигналов, характеризующих экономичность процесса горения, отличающаяся тем, что, с целью повыщения акономич0 тс

кости процесса горения и снижения выбросов окислов азота в котельных агрегатах, имеющих подачу первичного воздуха, вто- Г ичного воздуха з зону горения и третичного воздуха для восстановления окислов азота, она дополнительно содержит регуляторы первичного, вторичного и третичного воздуха с датчиками расходов и регулирую- щи.ми клапанами соответствующих лютоков воздуха, распределитель сигнала, вход которого соединен с датчиком расхода топлива, а выходы - с регуляторами первичного, вторичного и третичного воздуха, регулирующие клапаны первичного, вторичного и третичного воздуха снабжены датчиками поло- , которые через выделитель максимума соединены с регулятором общего воздуха.

2.Система по п. i, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит датчик содержания кислорода в дымовых газах, вто0 рой корректирующий регулятор и устройство форсировки, вход которого связан с датчиком расхода топлива, а выход - с регу- лятхОром первичного воздуха, который дополнительно связан с датчиком содержания кислорода в дымовых газах через второй корректирующий регулятор.

3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит автоматический переключатель, выход которого подключен к первому корректируюп1.ему регулятору, а входы - к первому выделителю м аксимума, датч; ;к) окислов азота и блоку сигнала, характеризующему экономичность процесса горения, который выполнен в виде сумматора с подк,люченнымя к нему датчиками химнедожога и мехнедожога топлива.

Изобретение может быть использовано при автоматизации процесса горения в котлоагрегатах сжигающих газообразное или жидкое топливо. Цель изобретения - повышение экономичности процесса горения и снижение выбросов окислов азота в котельных агрегатах, имеющих подачу первичного воздуха, вторичного воздуха в зону горения и третичного воздуха для восстановления окислов азота. Система содержит дополнительные регуляторы 7, 8, 9 первичного, вторичного и третичного воздуха, построенные по схеме расход топлива - расход воздуха, причем распределение общего воздуха по потокам определяется распределителем 6 сигнала, на вход которого подключен датчик 4 расхода топлива. Регулятор 29 общего воздуха системы построен по схеме, обеспечивающей поддержание наиболее открытого положения регулирующих клапанов 22, 24, 26, расположенных на потоках воздуха. Система предусматривает наиболее рациональное распределение сигналов, характеризующих экономичность горения, и сигнала по содержанию окислов азота между корректирующими регуляторами 10 и 15. Корректирующий сигнал по кислороду подключен к регулятору 7 первичного воздуха, к которому также подключено устройство 5 форсировки, действующее при увеличении расхода топлива. Общий корректирующий регулятор 15, подключенный к регуляторам 8, 9 вторичного и третичного воздуха, через выделитель 19 максимума и автоматический переключатель 20 получает наибольший из сигналов от сумматора 18 датчиков 16, 17 химнедожога и мехнедожога или от датчика 21 содержания окислов азота, причем действие регулятора на подчиненные регуляторы производится одновременно и в противоположном направлении в зависимости от поступившего на него сигнала. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.