Способ автоматического регулирования давления перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе Советский патент 1991 года по МПК F22B35/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию давления пара в котлах, в частности к энерготехнологическом котле-утилазаторе (ЭТКУ), использующем тепло дымовых газов нагревательных печей и теплоту сжигания газообразного топлива в подтопке ЭТКУ.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На чертеже представлена принципиальная схема системы автоматического регулирования давления перегретого пара в ЭТКУ, реализующая предлагаемый способ.

Энерготехнологический котел-утилизатор снабжен подтопкой 1, связанной с нагревательной печью 2, пароперегревателем 3, на котором установлены датчики 4 и 5 давления и расхода перегретого пара.

Система автоматического регулирования содержит также датчик 6 температуры дымовых газов печи 2 и датчик 7 содержания кислорода в дымовых газах печи 2, установленные на входе в подтопку 1 ЭТКУ, датчики 8 и 9 расхода топлива в подтопку 1 ЭТКУ и к печи 2, а также датчик 10 давления пара в барабане ЭТКУ, первый сумматор 11, к первому входу которого подключен датчик 7 содержания кислорода о дымовых газах печи 2, а к второму пходу подключен задатчик 12 величины процентного содержания кислорода в воздухе; первый блок 13 умножения, к первому входу которого подключен датчик 9 расхода топлива, к второму входу - задатчик 14 величины удельного объема дымовых газов, выходом подключенный к входу второго блока 15 умножения, который вторым входом подключен к дашику 7 содержания кислорода в дымовых газах печи 2. а выходом через блок 16 деления подсоединен к первому входу второго сумматора 17. К второму входу блока 16 деления подключен выход первого сумматора 11, а к второму входу второго сумматора 17 - выход первого блока 13 умножения. К первому входу третьего блока 18 умножения подключен датчик 6 температуры дымовых газов печи 2, к второму входу подсоединен зэдат- чик 19 величины теплоемкости дымовых газов, а третий его вход соединен с выходом второго сумматора 17. К первому входу четвертого блока 20 умножения подключен датчик 8 расхода топлива в подтопку 1 ЭТКУ, а к второму входу - задатчик 2 i теплоты сгорания топлива. Датчик 5 расхода перегретого пара подключен к первому входу регулятора 22, к второму его входу через дифференциатор 23 подключен датчик 10 давления пара в барабане ЭТКУ, регулятор 24 давления перегретого пара, подключенный первым входом к датчику 4 давления перегретого пара, вторым входом подсоединен к задатчику 25 давления перегретого пара, а выходом связан с третьим входом регулятора 22 тепловой нагрузки, выход которого подключен к первому входу регулятора 26 расхода топлива. К второму и третьему входам регулятора 26 расхода топлива подключены соответственно выход третьего блока 18 умножения и выход четвертого блока 20 умножения. Выход регулятора 26 расхода топлива через исполнительный механизм 27 связан с регулирующим клапаном 28.

Система работает следующим образом.

Дымовые газы от печи 2 поступают в подтопку 1 ЭТКУ. Тепло дымовых газов используется для получения перегретого

пара в пароперегревателе 3. На входы pety- лягора 24 давления перегретого пара поступают сигналы от датчика 4 давления перегретого пара и задатчика 25 давления

перегретого пара, При отклонении велимм- ны давления перегретого пэра от зздач ч регулятор 24 давления перегретого пара вырабатывает корректирующий очгм-чл, которые в виде задания поступает на трстий вход регулятора 22 тепловой нагрузки. На его первый суммирующий вход поступает сигнал от датчика 5 расхода перегретого пара, а на второй суммирующий вход - сигнал от датчика 10 давления пара в

барабане ЭТКУ, прошедший через диффо.- ренциатор 23. Этот сигнал представляет собой скорость изменения давления пара в барабане ЭТКУ. Суммарный сигнал по первому и второму входам регулятора 2

тепловой нагрузки характеризует суммрр ную тепловую нагрузку котла.

При отклонении сигнала тепловой из грузки от задания регулятор 22 тепловой нагрузки вырабатывает корректирующим

проинтегрированный сигнал, который в виде задания поступает на первый вход регулятора 26 расхода топлива. На третий суммирующий вход поступает сигнал по количеству тепла, вносимого топливом при его

сжигании в подтопку ЭГКУ. Этот сигнал формируется четвертым блоком 20 умножения, на первый вход которого поступает сигнал отдатчика 8 расхода топлива в подтопку 31 КУ, а на второй вход - сигнал от задагчика 21 теплоты сгорания топлисз.

Сигнал от датчика 9 расхода топлива к

печи Вп() , поступает на первый вход

первого блока 13 умножения, на второй его вход поступает сигнал от задатчика 14 величины удельного объема дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в печи

з

при стехиометрических условиях V0 (-). MJ

Первый блок 13 умножения формирует сигнал, представляющий собой теоретическое количество дымовых газов, образующихся при сжигании поступающего топлива в едим3

ницу времени VT Вп V0 (--).

Сигнал от датчика 7 содержания кислорода в дымовых газах печи (02,%) подается на вычитающий вход первого сумматора 11, на суммирующий его вход поступает сигнал от задатчика 12 величины процентного содержания кислорода в воздухе (21,0%). Выходной сигнал первого сумматора 11 поступает в качестве делителя па второй вход блока 16 деления. На первый его вход в качестве делимого подают сигнал с второго блока 15 умножения, на первый вход которого поступает выходной сигнал с первого блока 13 умножения, а на второй вход - сигнал от датчика 7 содержания кислорода в топочных газах печи 2, С выхода второго блока 15 умножения поступает сигнал, пропорциональный BnV°02.

Выходной сигнал блока 16 деления представляет собой количество воздуха, содержащегося в дымовых газах печи 2 и поступающего в подтопку ЭТКУ в единицу времени:

„изб Bn V° 02

V 21 -02

которые поступает на первый вход второго сумматора 17. На второй вход поступает сигнал с выхода первого блока 13 умножения, представляющий собой теоретический расход дымовых газов, образующихся при

(м

U/

нал второго сумматора 17, представляющий собой расход дымовых газов, поступающих

,з

сжигании топлива V

Выходной сигв ЭТКУ Vtn VT -h V1

,иэб м

-(поступает на

третий вход третьего блока 18 умножения. На первый его вход поступает сигнал от датчика 6 температуры дымовых газов, поступающих в ЭТКУ от печи tn(K), а на второй вход- сигнал от задатчика 19 величины теп- (кк.ап ... лоемкости дымовых газов С . ВыIм к/ ходной сигналя третьего блока 18

умножения, представляющий собой количество тепла, вносимого дымовыми газами печи 2 в подтопку 1 ЭТКУ в единицу времени

п ., (ккап

Q V5:ntnC -- , поступает на второй

суммирующий вход регулятора 26 расхода топлива. Суммарный сигнал к второму и третьему входам регулятора 26 расхода топ-

0

5

0

5

0

5

0

5

лива представляет собой величину общего количества тепла, вносимого в подтопку ЭТКУ дымовыми газами печи 2 и при сжигании топлива.

Формула изобретения Способ автоматического регулирования давления перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе, снабженном подтопкой, сообщающейся с нагревательной печью, путем изменения расхода топлива, подаваемого в подтопку, включающий измерение расхода пара и скорости изменения давления пара в котле и определение тепловой нагрузки котла, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно измеряют расход топлива, подаваемого в печь, содержание кислорода в дымовых газах на выходе из печи, а также их температуру, задают теплоемкость и удельный объем дымовых газов и с учетом этих параметров определяют количество Q тепла, вносимого в подтопку дымовыми газами из печи, в единицу времени по формуле

Q v°Bn+g tnc

где V0 - удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании данного вида топлива в стехиометрических условиях;

Вп - расход топлива, подаваемого в печь;

Оа - доля кислорода в дымовых газах, %;

tn - температура дымовых газов печи;

С - удельная теплоемкость дымовых газов,

полученный сигнал суммируют с сигналом, пропорциональным тепловой нагрузке котла, и по сумме этих сигналов изменяют расход топлива, подаваемого в подтопку, причем если суммарное тепловыделение меньше заданного, то увеличивают расход топлива в подтопку, а если больше - уменьшают.

Вода

.5

.5

Пар -

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики. Цель - повышение точности регулирования давления перегретого пара в энерготехнологическом котле-утилизаторе (ЭТКУ). Способ автоматического регулирования давления пара путем изменения расхода топлива в печь по сигналу, пропорциональному теплоте, отводимой из барабана котла, дополнительно включает стадии определения расхода топлива в подтопку котла, в печь, содержания кислорода в дымовых газах печи и их температуры. С помощью этих сигналов по формуле: Q (V°Bn + 0.2 V°Bn/21 - da) tnC, где Q - количество тепла, вносимого в подтопку ЭТКУ дымовыми газами печи; V0 - удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании данного топлива в стехиометрических условиях; Вп - расход топлива к печи; 0.2 - процентное содержание кислорода в дымовых газах печи; tn - температура дымовых газов печи; С - теплоемкость дымовых газов печи, определяют величину теплоты, вносимой в подтопку дымовыми газами от печи. Сигнал, пропорциональный этой величине, суммируют с сигналом, пропорциональным тепловой нагрузке котла, и по сумме этих сигналов изменяют расход топлива в подтопку ЭТКУ. 1 ил. (Л С о 00 ю VJ 00

12

г

25

О

ii

24

1 Li

/2