Os
ю
00
ел
00
ы
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на котлоаг- регатах районных и промышленных котельных.
Известны автоматические системы регулирования расхода общего воздуха, содержащие датчики измерения расхода воздуха, кислорода и химнедожога, регулятор общего воздуха, сумматор. Данные системы автоматического регулирования не позволяют поддерживать оптимальное соотношение топливо - воздух ввиду того, что содержание кислорода в газах не будет соответствовать действительному значению из-за присосов воздуха в газовом тракте котла до места замера.
Наиболее близким техническим решением является система управления процессом горения, содержащая датчики расхода общего воздуха, топлива, регулятор общего воздуха, сумматор, нелинейный элемент и динамический блок, причем датчики расходов общего воздуха и топлива подключены к регулятору общего воздуха. Недостатком данной системы является то, что, отрабатывая жесткое задание в широком диапазоне нагрузок котла и изменений его состояния, она не способна выйти в область минимальных избытков воздуха, т.е. система не способна вести поиск области оптимального процесса горения.
Целью изобретения является повышение экономичности работы котла и надежности системы управления.
Поставленная цель достигается тем, что выход датчика химнедожога подключен через сумматор, нелинейный элемент и динамический блок к регулятору общего воздуха, причем выход датчика расхода общего воздуха соединен с входом сумматора, а дина- мический блок выполнен в виде интегрирующего звена.
На фиг. 1 изображена структурная схема системы регулирования расхода общего воздуха котла; на фиг.2 - характеристика нелинейного элемента.
Система включает датчики химнедожога 1, расходов общего воздуха 2 и топлива 3, регулятор 4 общего воздуха, нелинейный элемент 5, динамический блок 6 и сумматор 7. Датчик 1 химнедожога через сумматор 7, нелинейный элемент 5 и динамический блок 6 подключен к регулятору 4 расхода общего воздуха, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно датчиков расхода общего воздуха 2 и топлива 3, причем датчик 2 расхода общего воздуха подключен к сумматору 7.
Систем автоматического регулирования расхода общего воздуха работает следующим образом,
При отсутствии в продуктах сгорания
химнедожога (по окиси углерода СО), что связано с избыточной подачей воздуха QB в топку котла, на выходе датчика 1 химнедожога имеем нулевой сигнал, а на выходе сумматора 7 - сигнал д. Сигнал д представляет собой масштабированный сигнал по расходу общего воздуха отдатчика 2, т.е. д - аг QB , где as - масштабный коэффициент сумматора 7, Так как нижняя и верхняя границы зоны нечувствительности нелинейного элемента 5 задаются соответственно как б и 2 д (см. фиг.2), то на выходе нелинейного элемента 5 будем иметь сигнал U . Последний поступает на вход динамического блока 6, где на выходе после его
интегрирования, имеем:
Дов АоВо + т Judt Да|0 -4 (i) о о
где Д QBO - значение сигнала, соответству- ющее предыдущему состоянию интегратора 6;
Т - постоянная интегрирования динамического блока (интегратора) 6; °
t - время, по которому производится интегрирование.
Сигнал Д QI подают на вход регулятора 4 общего воздуха, где его суммируют с сигналами по расходу общего воздуха QB и расходу топлива Вт. Далее суммарный сигнал рассогласования е Вт - QB + ДОв преобразуют по заданному закону управления в управляющее воздействие /я. Так как сигнал ДОВ изменяется (уменьшается ввиду
1 т
того, что Y /dt уменьшается, это вызывает соответствующее изменение и величины рассогласования, е. 0. В процессе регулирования осуществляется компенсация этого изменения за счет уменьшения расхода общего воздуха QB. Это приведет к неполному сгоранию топлива и появлению в дымовых газах на выходе из топки продуктов неполного сгорания - окиси углерода (СО). В результате этого на выходе датчика 1 получим
сигнал по СО, отличный от нуля, а на выходе сумматора 7 - сигнал Д СО - д . При этом с ростом величины химнедожога сигнал U на выходе нелинейного элемента 5 стремится к величине, при которой (см. фиг.2) концентрация попадает в зонуДН нечувствительности нелинейного элемента 5, т.е. U 0. Зона нечувствительности ДН формируется таким образом, чтобы она соответствовала оптимальному коэффициенту
избытка воздуха в топке котла, а значит максимальной экономичности работы котла. Этому режиму работы котла соответствует определенное содержание продуктов неполного сгорания (окиси углерода) в дымовых газах4 на выходе из топки. Так как на выходе нелинейного элемента 5 сигнал U 0, т.е. величина химнедожога, соответствует оптимальной величине, то согласно (1) AQi const и е 0, и на этом процесс регулирования прекращается. При превышении величины химнедожога сверх оптимального на выходе датчика 1 имеем смгнал СО 2 д. вследствие этого сигнал AQB изменяется (увеличивается ввиду того,
что /Udt увеличивается), и соогветсго
венно изменяется величина рассогласования, . Компенсация этаго изменения, и отличие от случая отсутствия химнедожога, осуществляется путем увеличения расхода QB общего воздуха. Это ведет к снижению химнедожога (СО) до величины, при которое сигнал на выходе нелинейного элемента 5 U 0 и величина A QB const, a e 0. Как только величина химнедожога попадает и оптимальную зону, процесс регулирования прекращается.
Таким образом, если содержание продуктов неполного сгорания в газах на выхо-. де из топки не соответствует оптимальному значению, то система регулирования формирует итерационный сигнал AQB с шагом / Udt
о
и
приводит соотношение топливо- воздух, к оптимальному значению.
Формирование значения S посредством сигнала по расходу общего воздуха QB позволяет, во-первых, получить итерационный шаг регулирования, пропорциональ1 т ный Y/Udt, и зону нечувствительности
о
АН , зависящие от нагрузки котла, качества исходного топлива, во-вторых, обеспечить динамическую коррекцию шага итераций. Это определяется тем, что содержание избыточного кислорода,обеспечивающее максимальную экономичность при полном сгорании топлива, не является величиной постоянной, а зависит от ряда факторов, таких как нагрузка котла и состав топлива. Так, при снижении нагрузки котла уменьшается и общее количество воздуха, подаваемое в топке котла, вследствие чего
ухудшаются условия смесеобразования и горения топлива. Это же является причиной того, что с понижением нагрузки котла зона оптимальной концентрации СО смещается в область более низких значений (см. фиг.2). Кроме того, в этом случае уменьшается величина итерационного шага
i|
Т
Udt , что
позволяет осуществлять более тонкий поиск оптимальной зоны СО в условиях ухудшения условий сжигания топлива.
Динамическая корректировка шага ите1 t. рации Y j Udt обеспечивается тем, что сиг о
нал по расходу воздуха QB является опережающим по отношению к более инер- ционнопу сигналу по химнедожогу. Это позволяет упредите воз-мущающее воздействие по «агрузке котла, в значит осуществлять более качественное регулирования расхода общего воздуха.
Предлагаемая система автоматического регулирования расхода воздуха котла полностью реализуется на широко используемой а энергетике регулирующей аппаратуре КАСКАД или КАСКАД-2.
Экономическая эффективность от внед- ренир на котлах предлагаемой системы регулирования будет обеспечиваться,, во-первых, снижением суммарных потерь теплоты с уходящими газами и химической неполноты сгорания, и, во-вторых, снижением потери, вызванной затратами электроэнергии на гягу и дутье. По экспертным оценкам для котла ГМ-50-1 это позволит получить экономию топлива порядка 0,3- 0,5% или 2000-3000 рублей в год.
Формула изобретения Система автоматического регулирования расхода общего воздуха котла, содержащая датчики расходов общего воздуха и топлива, подключенные к регулятору общего воздухе, датчик химнедожога, сумматор. нелинейный элемент и динамический блок, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности в работе котла и надежности системы управления, сумматор, нелинейный элемент и динамический блок соединены последовательно, к входам сумматора подключены датчики химнедо- хога и расхода общего воздуха, выход динамического блока подключен к регулятору общего воздуха, а динамический блок выполнен в.виде интегрирующего звена.
U
фие. 2
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Система автоматического регулирования расхода общего воздуха котла | 1990 |
|
SU1802276A1 |
Система автоматического регулирования газовоздушного режима котлоагрегата | 1985 |
|
SU1366798A1 |
Система автоматического регулирования процесса горения | 1981 |
|
SU1035342A1 |
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ КОТЛА С ПЫЛЕСИСТЕМАМИ ПРЯМОГО ВДУВАНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2009 |
|
RU2419746C2 |
Система регулирования температурного режима прямоточного котла | 1981 |
|
SU983387A1 |
Система регулирования процесса горения в котлоагрегате | 1989 |
|
SU1617262A1 |
Способ регулирования расхода воздуха | 1981 |
|
SU1035343A1 |
Система автоматического регулирования газовоздушного режима котлоагрегата | 1983 |
|
SU1176145A1 |
Способ автоматического регулирования подачи воздуха в топку котла | 1985 |
|
SU1332104A1 |
Система автоматического регулирования котла с пылесистемой прямого вдувания | 1981 |
|
SU1002730A1 |
Изобретение относится к теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение экономичности работы котла и надежности системы управления. Это достигается тем, что датчик 1 химнедожога подключен через сумматор 7, нелинейный элемент 5 и динамический блок 6 к регулятору 4 общего воздуха, к другим входам которого подключены датчики 2 и 3 расхода общего воздуха и топлива. Причем датчик 2 расхода общего воздуха подключен также к сумматору 7, а динамический блок 6 выполнен в виде интегрирующего звена Нелинейный элемент 5 имеет зону нечувствительности, соответствующую оптимальному коэффициенту избытка воздуха; поэтому корректировка расхода воздуха по величине сигнала датчика 1 химнедожога в процессе регулирования происходит только в том случае, когда сигнал на выходе сумматора 7 не попадает в зону нечувствительности нелинейного элемента 5. 2 ил. К исполнительному
Установка для утилизации тепловой энергии | 1980 |
|
SU1035347A1 |
Пишущая машина для тюркско-арабского шрифта | 1922 |
|
SU24A1 |
Система управления процессом горения | 1984 |
|
SU1353981A1 |
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб | 1921 |
|
SU23A1 |
Авторы
Даты
1991-12-15—Публикация
1989-11-20—Подача