Система управления преобразованием энергии продуктов сжигания топлива Советский патент 1991 года по МПК F23N3/04 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для преобразования и утилизации энергии продуктов газификации топлива, например угля и мазута.

Целью изобретения является повышение точности поддержания параметров теплоносителя при преобразовании энергии продуктов сжигания топлива с их вытяжкой дымососом, имеющим регулируемую частоту вращения, и с теплопередачей от горячих газов теплоносителю через вынесенный, в том числе и коаксиальный, контур, заполненный промежуточным теплоаккумулирующим

теплоносителем и имеющий лиркуляцион- ный насос с регулируемой частотой вращения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы для осуществления способа, имеющей промежуточный коаксиальный контур; на фиг. 2 - то же, с некоаксиальным контуром.

Система содержит котел-уппизатор 1 с теплоотводящим контуром 2, электрогенератор 3, установленный на валу турбины 4, конденсатный выход которой через холодильник 5, содержащий внутри себя охлаждающий контур 6, связан с всасом питательCSСП

00 00

о

ного насоса 7. Вход контура 2 через циркуляционный насос 8 соединен с вынесенным коаксиальным контуром 9 теплопередачи (или некоаксиальным вынесенным контуром 9, см.фиг.2), внутри которого расположен второй теплоотводя1чий контур 10, выход которого связан с входом турбины 4. Вход котла-утилизатора 1 трубопроводом 11 через дымосос 12 связан с угольным газогенератором (на чертеже не показан) .

Дымосос 12 сочленен с валом асинхронного электродвигателя 13 с ко- роткозамкнутым ротором, статор которого запитац от блока 14 управлени Внутри вынесенного коаксиального контура 9 установлен датчик 15 температуры в зоне пароперегревателя контура 10.и датчик 16 расхода дымовых газов через котел-утилизатор 1, установленный в любом месте прохода полного количества исходящих дымовых газов. 1 иркуляционный насос 8 сочленен своим валом с валом асинхронного электродвигателя 17 с короткозамкну- тым ротором, статор которого запитан от своего блока 18 управления, инфомационный вход которого по частоте

вращения связан с валом ротора злект

ственно. Третий управляющий вход ВПК 26 соединен с выходом генератора 29 синусоидальных колебаний (ГСК). Па входах регуляторов 27 и 23 установлены элементы 30 и 31 сравнения (компараторы) соответственно, информационные входы которых соединены с соответствующими информационными выходами ВПК 26, а задающие входы - с выходами регулятора 32 скорости и блока 33 задания рабочего магнитного потока в за зоре электродвигателя 13. Выход сумматора 34 частот соединен с входом ГСК 29. Один вход сумматора 34 частот соединен с выходом регулятора 32 скорости, а другой вход - с выходом датчика 24 скорости, с которым соединен также информационный вход компаратора 35, установленного на входе регуля тора 32 скорости, причем задающий вхо этого компаратора образует вход блока 14 управления электроприводом, Преобразователь 15 частоты охвачен отрицательной обратной связью по фазным токам статора электродвигателя 13, переводящей этот преобразователь 25 частоты в режим источника тока. Данная обратная связь образована с выхода датчика 36 фазных токов на информационный вход ВПК 26„ Выход электрогенератора 3 связан с энергосистемой (ЛЭП) 37 через шины 38 главной поверхностной подстанции (ГПП)„ Способ с помощью предлагаемой сиродвигателя 17. Выход 15 датчика температуры соединен с информационным входом элемента 19 сравнения (компаратора) , выходом связанного с входом регулятора 20 температуры, а вхо- 35 стемы осуществляют следующим образом. дом - с выходом блока 21 задания тем- Нагретые в газогенераторе дымовые пературы. Выход регулятора 20 соеди- исходящие газы через трубопровод 11

всасываются дымососом 12 и подаются в котел-утилизатор 1. Проходя сквозь теплоотводящий контур 2 котла-утилизатора 1, дымовые газы отдают тепло

нен с управляктшм входом блока 18 управления, а также с задающим входом элемента 22 сравнения (компаратора) , информационный вход которого связан с выходом датчика 16 расхода, а выход с входом регулятора 23 расхода дымовых газов через котел-ути40

промежуточному теплоносителю, например воде, циркулирующему внутри контура 2 и внутри вынесенного, в том

. 10

15

20

25

30

ственно. Третий управляющий вход ВПК 26 соединен с выходом генератора 29 синусоидальных колебаний (ГСК). Па входах регуляторов 27 и 23 установлены элементы 30 и 31 сравнения (компараторы) соответственно, информационные входы которых соединены с соответствующими информационными выходами ВПК 26, а задающие входы - с выходами регулятора 32 скорости и блока 33 задания рабочего магнитного потока в зазоре электродвигателя 13. Выход сумматора 34 частот соединен с входом ГСК 29. Один вход сумматора 34 частот соединен с выходом регулятора 32 скорости, а другой вход - с выходом датчика 24 скорости, с которым соединен также информационный вход компаратора 35, установленного на входе регулятора 32 скорости, причем задающий вход этого компаратора образует вход блока 14 управления электроприводом, Преобразователь 15 частоты охвачен отрицательной обратной связью по фазным токам статора электродвигателя 13, переводящей этот преобразователь 25 частоты в режим источника тока. Данная обратная связь образована с выхода датчика 36 фазных токов на информационный вход ВПК 26„ Выход электрогенератора 3 связан с энергосистемой (ЛЭП) 37 через шины 38 главной поверхностной подстанции (ГПП)„ Способ с помощью предлагаемой си35 стемы осуществляют следующим образом. Нагретые в газогенераторе дымовые исходящие газы через трубопровод 11

промежуточному теплоносителю, например воде, циркулирующему внутри контура 2 и внутри вынесенного, в том

Изобретение относится к теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение точности поддержания параметров теплоносителя при преобразовании энергии продуктов сжигания топлива с их вытяжкой дымососом, имеющим регулируемую частоту вращения, и с теплопередачей от горячих газов теплоносителю через промежуточным контур, заполненный промежуточным теплоаккумулирующим теплоност ел ем и имеющий циркуляционный насос с регулируемой частотой вращения. Это достигается тем, что по температуре, измеренной датчиком 15, задают значения расхода отходящих газов и частоты вращения циркуляционного насоса 8. Частоту вращения насоса 8 регулируют по температуре, измеренной датчиком 15, а частоту вращения дымососа 12 изменяют до достижения расхода газов, измеренного датчиком 16, значения, равного заданному„ 2 ил. С (Л с:

лизатор 1. Выход регулятора 23 соеди- 45 числе и коаксиального, контура 9

нен с управляющим входом блока 14 управления, информационный вход которого образован входом датчика 24 частоты вращения, связанным с валом электродвигателя 13, обмотки статора которого запитаны от преобразователя 25 частоты, силовой вход которого связан с питающей сетью, а управляющий вход - с выходом блока 26 преобразования координат (ВПК), пер- вый и второй управляющие входы которого соединены с выходами регуляторов 27 и 28 активной и реактивной составляющих ;гока статора соответ

5

под действием циркуляционного насоса 8, обороты которого регулируются частотно-управляемым асинхронным электродвигателем 17, запитанным от 0 блока 18 управления, силовой выход которого образован преобразователем частоты и амплитуды питающего напряжения. Аналогично регулируется число оборотов дымососа 12 частотно управляемым асинхронным электродвигателем 13 от блока управления 14, силовой выход которого образован преобразователем 25 частоты (ПЧ). Контроль температуры промежуточного теплоноси

5

теля в зоне пароперегревателя контура 10 осуществляется датчиком 15 температуры, а контроль дебита отходящи газов угольного гатш оператора лроиз {юдится датчиком 16 расхода. Контур 10 выполнен традиционно, т.е. в нижн его части находится подогреватель, в средней части - испаритель, а в верхней части, на входе горячих дымовых газов, - пароперегреватель, в котором образуется кондиционное рабочее тело для турбины 4, вращающей на своем валу электрогенератор 3, вьфабатываюгаий электроэнергию, передаваемую через главную поверхностную подстанцию 38 к линии электропередачи 37 энергосистемы. Цтработанный пар конденсируется в холодильнике 5, охлаждаемый циркулирующей в контуре 6 водой. Дапее конденсат самотеком или конденсатным насосом подается в емкость, из которой питательным насосом 7 запитывает ся теплоотводящий контур 10, в пароперегревателе которого образуется кондшцюнное раГГочее тело турбины 4 , в качестве которого используется хладагент с соответствующей температурой кипения, например, хладон, углекислота и др. Далее цикл повтори ется.

При колебаниях температуры исходящих дымовых газов по сигналу, поступающему с датчика 15 температуры на информационный вход компаратора 1 возникает рассогласование между заданной температурой блоком 21 и реальной. Это рассогласование, преобразованное в управляющее напряжение, подается на регулятор температуры 20 вырабатывающий управляющее воздействие, подаваемое на вход блока управления 18 скоростью вращения циркуляционного насоса 8. Одновременно этот же сигнал подается на задающий вход компаратора 22, определяющий заданное количество дымового газа в единицу времени для обеспечения данной температуры. Информация, приходящая от датчика расхода 16, сравнива- ется с заданием, поступающим на вход компаратора 22, и в виде напряжения рассогласования подается на вход регулятора 23 расхода дымового газа, с выхода которого подается сигнал на управляющий вход блока 14 регулирования скорости вращения дымососа 12 путем воздействия на его приводной асинхронный двигатель 13.

0

5

0

5

F,

0

5 0 5 0 5

so6

Формула изобретения

Система упрапления преобразованием энергии продуктов сжигания топлива, включающая инициирование тепловыделения в зоне горения, теплопередачу от горячих гачов теплоносителю в котле-утилизаторе и регулирование подачи воздуха в зону горения, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения точности поддержания параметров теплоносителя при преобразовании энергии продуктов сжига-- ния с вытяжкой их дымососом, имеющим регулируемую частоту вращения, и с теплопередачей от горячих газов к теплоносителю через вынесенный, в том числе и коаксиальный, контур, заполненный промежуточным теплоаккуму- лирую (им теплоносителем и имеющим циркуляционный насос с регулируемой частотой вращения, дополнительно измеряют температуру промежуточного теплоносителя и расход отходящих газов и частоты вращения дымососа и циркуляционного насоса, подачу воздуха регулируют изменением интенсивности вытяжки отходя1цих газов, а теплопередачу от отходящих газов теплоносителю регулируют изменением скорости цир куляции промежуточного теплоаккумули- рующего теплоносителя, причем сравнивают измеренную температуру отходящих газов с заданной и по результатам формируют задания по частоте вращения циркуляционного насоса и по расходу отходящих газов через котел-утилизатор, сравнивают измеренную частоту вращения циркуляционного насоса с заданной и изменяют частоту вращения циркуляционного насоса и соответственно его производительность и скорость циркуляции промежуточного теплоносителя до достижения температуры промежуточного теплоносителя заданного значения, сравнивают задание по расходу отходящих газов с измеренным его значением и по результатам сравнения формируют задание по частоте вращения дымососа, это задание сравнивают с измеренной частотой вращения дымососа и изменяют последнюю и соответственно производительность дымососа и расход воздуха в зону горения до достижения расходом отходящих газов значения, соответствующего заданному значению температуры промежуточного теплоносителя.

НЖ-@И{