Способ автоматического регулирования температуры перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе Советский патент 1991 года по МПК F23N1/10 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при управлении температурой перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе (ЭТКУ), использующем тепло дымовых газов нагреватель-

ной печи и имеющем многоступенчатый пароперегреватель с пароохладителя ми, установленными между его ступе нями.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На чертеже представлена структур ная схема системы регулирования температуры перегретого пара в ЭТКУ, позволяющая реализовать данный способ.

Энерготехнологическии котел-утилизатор 1, использующий тепло дымовых газов печи 2, имеет многоступен- чатый пароперегреватель 3, пароохладители 4 и 5, барабан 6.

Система регулирования температуры перегретого пара содержит датчик 7 расхода топлива, поступающего в

печь 2, датчик 8 содержания кислорода в дымовых газах, поступающих из печи 2 в котел-утилизатор 1, датчик 9 расхода топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора 1. Первый вход блока 10 умножения соединен с датчиком 7 расхода топлива, поступающего в печь 2, второй вход - с задатчиком 11 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, поступающего в печь 2, в стехиометрических условиях. Задатчик

12коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу, и задатчик

13удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора 1, в стехиометрических условиях, подключены соответственно к второму

и третьему входам блока 14 вычисления количества избыточного воздуха, подаваемого в подтопку котла-утилизатора. Датчик 9 расхода топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора, подключен к первому входу блока 14, к четвертому входу этого блока подключен задатчик 15 величины коррекции коэффициента избытка воздуха. Датчик 9 подключен также к первому входу блока 16 умножения, к второму его входу подключен задатчик 17 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора 1, в стехиометрических условиях. Второй, третий и четвертый входы блока 18 суммирования соединены с выходами соответственно блоков 10, 16, 14, певый его вход - с выходом блока 19 вы

5

0

5

0

5

числения количества воздуха, содержащегося в дымовых газах, поступающих из печи в котел-утилизатор в единицу времени. Первый вход блока 19 соединен с выходом блока 10, второй вход - с датчиком 8 содержания кислорода в дымовых газах, поступающих из печи в котел-утилизатор, а третий - с задатчиком 20 процентного содержания кислорода в воздухе.

Система регулирования температуры перегретого пара содержит также датчик 21 температуры дымовых газов на в пароперегреватель 3, датчик 22 температуры дымовых газов на выходе пароперегревателя 3, датчик 23 температуры перегретого пара на входе в последнюю ступень пароперегревателя 3, датчик 24 температуры пара на выходе пароперегревателя 3, датчик 25 расхода перегретого пара. Датчик 21 температуры дымовых газов на входе в пароперегреватель 3 подключен к первому (суммирующему) входу блока 26 суммирования, датчик 22 температуры дымовых газов на выходе пароперегревателя 3 подключен к второму (вычитающему) входу этого блока, выход которого подключен к первому входу блока 27 умножения, к второму входу которого подключен выход блока 18. Датчик 23 температуры перегретого пара на входе в последнюю ступень пароперегревателя 3 подключен к входу блока 28 дифференцирования. Первый вход блока 29 деления соединен с выходом блока 27, второй вход - с датчиком 25 расхода перегретого пара, а выход - с входом блока 30 дифференцирования, выход которого подключен к первому входу регулятора 31. Второй вход регулятора 31 соединен с выходом блока 28 дифференцирования, третий вход - с датчиком 24 температуры перегретого пара на выходе пароперегревателя 3. Регулятор 31 соединен с исполнительным механизмом 32 регулирующего органа 33. Первый вход регулятора 34 соединен с выходом блока 29 деления, к второму входу регулятора 34 подключен датчик 35 расхода конденсата на пароохладитель 5. Регулятор 34 соединен с исполнительным механизмом 36 регулирующего органа 37. i

Способ с помощью системы осуществляют следующим образом.

Сигнал датчика 7 расхода топлива, - I поступающего в печь 2 (В„), посту пает на первый вход блока 10 умножения, а сигнал задатчика 1 1 уд ель ного объема дымовых газов, образую- щихся при сжигании топлива, посту пающего в печь 2, в стехиометричес- ких условиях () - на второй его вход Выходной сигнал блока 10 пред ставляет собой теоретическое коли чество дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего в печь топлива в единицу времени

тоз,

, м /ч.

VA.r.O V VA.r.n

м3/ч

20

25

Этот сигнал поступает на первый вход блока 19 вычисления количества воздуха, содержащегося в дымовых га- зах, поступающих из печи в ЭТКУ в единицу времини, и на второй вход блока 18 суммирования для вычисления возмущающего воздействия - объема дымовых газов на входе в пароперегре- ватель. На второй вход блока 19 по- ступает сигнал датчика 8 содержания кислорода в дымовых газах печи () на третий вход сигнал задатчика 20 процентного содержания кислорода в воздухе (21,0) Блок 19 формирует сигнал количества избыточного воздуха в печи ИЗ&

V8.n 02n Vn-Bn/(21-°zn поступающий на первый вход блока 18. Сигнал датчика 9 расхода топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ (Вк), поступает на первый вход блока 16 умножения, на второй его вход посту пает сигнал задатчика 17 удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ в стехиометрических условиях (V. Г1/). Выходной сигнал

,-1 S блока 16, поступающий на третий вход д блока 18, представляет собой теоре- тическое количество дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в подтопке ЭТКУ в единицу времени

35

40

30

Vr.K--VV,e

м3/ч.

А.г-к

Сигнал датчика 9 поступает также на первый вход блока 14 вычисления количества избыточного воздуха, подаваемого в подтопку ЭТКУ, на второ его вход поступает сигнал задатчика 12 коэффициента избытка воздуха, уменьшенного на единицу (0 1), на третий вход - сигнал задатчика 13

0

5

0

5

удельного расхода воздуха, необходи мого для сжигания топлива, поступающего в подтопку ЭТКУ, в стехиомет- рических условиях (vЈK), на четвертый вход - сигнал задатчика 15 величины коррекции коэффициента избытка воздуха Блок 14 формирует сигнал количества избыточного воздуха, подаваемого на горение топлива в подтопку ЭТКУ в единицу времени

vj.f (Oi - рВк-1)Вк- V°6K , м /ч,

где й величина коррекции коэффициента избытка воздуха.

Этот сигнал поступает на четвертый вход блока 18 суммирования Блок 18 формирует сигнал объема V дымовых газов на входе в пароперегреватель в единицу времени по соотношению

V Вк.Уд.г.к (tf -/5B%-).vJyBK +

О

+ В„

V VA.r.n.

V™

Zn 2Т--02П

где V - возмущающее воздействие, БК расход топлива, поступающего

д

35

40

30 УА.С к

в подтопку котла-утилизатора, м /ч;

удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в стехиометрических условиях в котле-утилизаторе, м3/м3;

С - коэффициент избытка воздуха в подтопке котла-утилизатора;

/3 - величина коррекции коэффиВ.К

циента избытка воздуха; удельный расход воздуха, необходимого для сжигания топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора в сте- хиометрическиХ условиях, м

3/MY

д

В„ расход топлива, поступающего

0

5

в печь,

V,v,, - удельный объем дымовых газов, образующихся пЈи сжигании топлива в стехиометрических условиях в печи, процентное содержание кислорода в воздухе; процентное содержание кислорода в дымовых газах печи. Сигнал датчика 21 температуры дымовых газов на входе в пароперегреватель (t., град) поступает на суммирующий вход блока 26 суммирования, на

А.г.П

21 °2П

вычитающий его вход поступает сигнал датчика 22 температуры дымовых газов на выходе пароперегревателя (t2,rpafl) Выходной сигнал () блока 26 по- ступает на первый вход блока 27 умножения, на второй его вход поступает сигнал блока 18, представляющий собой возмущающее воздействие (V) по ко- личеству дымовых газов

Сформированный блоком 27 сигнал количества тепла, отдаваемого паро- перегревателю дымовыми газами

V (t { - t), м /ч-град , поступает на первый вход блока 29 деления, на второй вход - сигнал датчика 25 рас хода перегретого пара Выходной сигнал блока 29, представляющий собой корректирующий параметр

- V( - град

D

пп

т

ч

:„

поступает на первый вход блока 30

дифференцирования Регулятор 31 получает сигнал блока 30 скорости из- менения корректирующего параметра. Сигнал датчика 23 температуры пере гретого пара на входе в последнюю

ступень пароперегревателя поступает на вход блока 28 Выходной сигнал блока 28, пропорциональный скорости изменения температуры пара на входе в последнюю ступень пароперегревате1 ля, а также сигнал датчика 24 темпе ратуры пара на выходе паро перегрев а теля поступают соответственно на второй и третий входы регулятора 31. Регулятор воздействует через испол- нительный механизм 32 на регулирующий орган 33, изменяющий подачу конденсата в последний по ходу пара па- ооохладитель 4 Регулятор 34 получает сигнал по величине корректирую- щегй параметра от блока 29, а также сигнал датчика 35 расхода перегретого пара. Регулятор 34 соединен с исполнительным механизмом 36, который подключен к регулирующему органу 37, изменяющему подачу конденсата на предпоследний пароохладитель 5.

формула изобретения

Способ автоматического регулирова ния температуры перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе, использующем тепло дымовых га

0

5

0

35

5

о

.-

50

зов нагревательной печи и имеющем подтопку и многоступенчатый пароперегреватель с установленными между его ступенями пароохладителями, путем изменения расхода охлаждающей воды для последнего по ходу пара пароохладителя по изменению температуры пара на выходе из пароперегревателя, скорости изменения температуры пара на входе в последнюю ступень пароперегревателя и скорости изменения коррек тирующего параметра, равного отно-1 шению произведения объема дымовых газов, поступающих в пароперегреватель в единицу времени, на разность температур дымовых газов на входе и выходе пароперегревателя к расходу паря, и путем изменения расхода охлаждающей воды для предпоследнего по ходу пара пароохладителя по изменению упомянутого корректирующего параметра и величине расхода охлаждающей воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно измеряют расход топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора, расход топлива, поступающего в нагревательную печь, и содержание кислорода в дымовых газах, поступающих из печи в котел-утилизатор, задают величину коэффициента избытка воздуха в подтопке котла-утилизатора, уменьшенного на единицу, величину коррекции коэффициента избытка воздуха, величину процентного содержания кислорода в воздухе, величины удельных объемов дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в стехиометри- ческих условиях, соответственно в нагревательной печи и котле-утилиза- торе, величину удельного расхода воздуха, необходимого для сжигания топлива, поступающего в подтопку котла- утилизатора в стехиометрических условиях, и определяют объем V дымовых газов, поступающих в пароперегреватель в единицу времени, по соотношению

к vA.r + (У-(Ьвк -i)-vB(,.BK +

+ VVn +

°SnBnVArn 21 - Ог

где By,- расход топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора;

-г-к

Р

V°6K

91636644

удельный объем дымовых га зов, образующихся при сжигании топлива в стехиометри- ческих условиях в котле-,

утилизаторе;

коэффициент избытка воздуха в подтопке котла-утилизатора;

величина коррекции коэффи- JQ циента избытка воздуха; удельный расход воздуха, необходимого для сжигания топлива, поступающего в подтопку котла-утилизатора в j

.Г-П

10

стехиометрических условиях; Вп - расход топлива, поступающего в печь;

удельный объем дымовых газов, образующихся при ежи гании топлива в стехиомет- рических условиях в печи; 21 - процентное содержание, кислорода в воздухе;

Од - процентное содержание кислорода в дымовых газах, поступающих из печи в котел- утилизатор.

,