Способ управления тепловым режимом пылесистемы прямого вдувания и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F23N1/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам управления тепловым режимом пылесистем прямого вдувания пылеугольных котлов преимущественно с молотковыми мельницами.

Целью изобретения является повышение точности управления в нестационарных режимах работы.

Это достигается тем, что управление тепловым режимом пылесистемы прямого вдувания с индивидуальным вентилятором первичного воздуха, питателем топлива и трактом горячего и слабоподогретого воздуха осуществляют путем измерения температуры аэросмеси за сепаратором мельницы и поддержания ее на заданном уровне изме- не.нием расхода слабоподогретого воздуха,

дополнительно формируют управляющие сигналы Пуск,- Сброс, определяют состояние вентилятора первичного воздуха и питателя и степень открытия направляющего аппарата вентилятора первичного воздуха, отключают регулирующий клапан слабоподогретого воздуха и корректируют заданную температуру аэросмеси, причем регулирующий клапан слабоподогретого воздуха отключают после поступления команды Пуск и включения вентилятора пер- вичного воздуха и включают при достижении заданной степени открытия направляющего аппарата вентилятора первичного воздуха, корректируют заданную температуру аэрбсмеси до включения питателя топлива, а отключение воздействия на регулирующий клапан слэбоподогретого

00

о о ю

W

.N

воздуха осуществляют после поступления команды Сброс.

Работа способа отражена о таблице состояний.

Состояние технологического оборудования в тракте первичного воздуха опреде- ляет режим вентиляции пылесистемы. Отключение вентилятора первичного воздуха в режиме планового останова пылесисте- мы в резерв после поступления команды Сброс осуществляется в заключительной стадии после останова питателя и мельницы и означает отключение воздействия на регулирующий клапан слабоподогретого воздуха с соответствующим прекращением управления тепловым режимом. Регулирующий клапан остается в открытом положении, обеспечивая требуемую вентиляцию пылесистемы слабоподогретым воздухом. В режиме пуска из холодного или горячего состояния после поступления команды Пуск и включения вентилятора первичного воздуха отключение воздействия на регу- лирующий клапан обеспечивает вентиляцию пылесистемы слабоподогретым воздухом в начальной стадии пуска, когда направляющий аппарат вентилятора первичного воздуха еще закрыт либо начал приоткрываться, но вентиляция горячим воздухом незначительна. Регулирующий клапзн включает после вывода вентиляции пылесистемы в регулировочный режим, о чем свидетельствует открытие направляющего аппарата больше заданного значения.

Повышение точности управления тепловым режимом пылесистемы в режиме пуска дополнительно обеспечивается коррекцией заданной температуры аэросмеси в режиме пуска до включения питателя топлива. Наряду с регулируемым увеличением скорости прогрева пылесистемы это способствует обеспечению требуемых условий перехода из одного режима в другой.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

.Устройство содержит регулятор 1 с дат- чиком 2 температуры и задатчиком 3 темпера- тур ы аэросмеси за сепаратором, который через первый блок 4 коммутации воздействует на регулирующий клапан 5 слабоподогретого воздуха. Устройство содержит также датчик 6 положения направляющего аппарата вентилятора первичного воздуха, блок 7 сравнения с задатчиком 8 степени открытия направляющего аппарата, элемент 9 И, первый вход которого соединен с выходом блока 7 сравнения, второй с выходом первого триггера 10, выход которого соединен также с первым входом второго триггера 11.

Второй вход триггера 11 соединен с выходом элемента 9 И.а выход с первым входом элемента 12 ИЛИ, к второму входу которого инверсно подключен датчик 13 состояния

5 вентилятора первичного воздуха, а выход связан с вторым входом первого блока 4 коммутации. При этом первый вход первого триггера 10 соединен с формирователем 14 команды Пуск пылесистемы, а второй с формирователем 15 команды Сброс. Устройство содержит также за датчик 1 б максимальной температуры сушйльно-вентилирующего, агента, подключенный к первому входу сумматора 17, второй вход которого соединен с

5 задатчиком 3. Выход сумматора.17 через

второй блок 18 коммутации подключен к

входу регулятора 1. Второй вход блока 18

коммутации соединен с выходом третьего

. триггера 19, первый вход которого соединен

0 с выходом элемента 9 И, а второй вход с датчиком 20 состояния питателя топлива.

Датчик 13 состояния вентилятора первичного воздуха формирует сигналы о включении и отключении вентилятора, датчик 19

5 состояния питателя топлива - о включении питателя. При включенном состоянии оборудования на датчиках формируется логиче- ский сигнал 1 (единица), при отключенном О (ноль), Блок 7 сравнения формирует ко0 мандный сигнал заданной степени открытия направляющего аппарата вентилятора первичногб воздуха по разности сигналов от датчика 6 положения направляющего аппарата и задатчика 8 степени открытия на5 правляющего аппарата. В зависимости от знака рассогласования разности входных сигналов на выходе формируется логический О или 1, который управляет элементом 9 И. Сумматор «17 формирует разность

0 заданных в зависимости от режима работы установки значений температур от задатчика 3 температуры аэросмеси и задатчика 16 максимальной температуры сушильно-вен- тилирующего агента. Величина сигнала за5 датчика 16 устанавливается на 15-20°С ниже максимально допустимой по условиям взрывобезопасности пылесистемы.

Триггеры 10, 11, 19 выполняют функцию памяти, формируют на выходе логический.

0 сигнал 1, при наличии логической 1 на первом входе. При подаче логической 1 на второй вход (сброса памяти) на выходе формируется логический О. Второй вход имеет приоритет над первым. Первый триггер 10

5 по .сигналу от формирователя 14 команды Пуск пылесистемы формирует на выходе логический сигнал 1, который можно снять до завершения пускового режима с помощью формирователя 15 команды Сброс.

Блоки 4 и 18 коммутации представляют собой группы контактов, выходы которых совмещены с выходами блока коммутации. Положение контактов определяется логическим сигналом СГ или 1 на втором (управ- ляющем) входе. Первый блок 4 коммутации предназначен для отключения воздействия регулятора 1 на регулирующий клапан 5 слабоподогретого воздуха по сигналу от элемента 12 ИЛИ, формирующего команду запрета в зависимости от режима работы пылесистемы, определяемого состоянием оборудования тракта сушильно-вентилиру- ющего агента по сигналам от датчика 13 состояния вентилятора первичного воздуха и второго триггера 11. Инверсное подключение датчика 13 позволяет при отключенном вентиляторе первичного воздуха сформировать на выходе элемента 12 ИЛИ логическую 1. Сигнал на выходе элемента 12 ИЛИ определяется таблицей истинности состояний:

Вх1Вх2 Вх2 Вых

1101 .

1011

О011

О10 О где Вх2 означает результат инверсии сигнала Вх 2 на элементе ИЛИ.

Второй блок 18 коммутации предназна- чен для подключения к регулятору 1 корректирующего сигнала с выхода сумматораЛ7 по управляющему сигналу от третьего триггера 19, который в режиме пуска определяет наличие в пылесистеме топлива. Сигнал от задатчика 3 подключен к регулятору 1 и сумматору 17 с разными знаками. При подключении задатчика 16 максимальной температуры сушильно-вентилирующего агента через блок 18 коммутации это обес- печивает самокомпенсацию сигнала от за- датчика 3 независимо от его величины,

При наличии на вторых (управляющих) входах блоков 4 и 18 коммутации логического О их контакты находятся в нормально замкнутом состоянии. При этом выход блока 18, соединенный с входом регулятора 1, обнулен, т.к. отключен от своего первого входа, на который поступает сигнал корректирующего задания с выхода сумматора 17. Регулятор 1 поддерживает температуру аэросмеси за сепаратором на заданном для нормального режима эксплуатации значении по сигналам от датчика 2 и задатчика 3 температуры воздействием на регулирую- щий клапан 5 слабоподогретого воздуха через первый блок 4 коммутации. При отключении питателя топлива в режиме останова температура аэросмеси растет и ре- гулятор с целью поддержания заданной

температуры открывает регулирующий клапан слабоподогретого воздуха. После отключения вентилятора на выходе датчика 13 состояния электродвигателя вентилятора формируется логический О, который инвертируется на элементе 12 ИЛИ, и логическая 1 поступает на второй (управляющий) вход первого блока 4 коммутации, который отключает свой выход от первого входа. Воздействие регулятора на клапан отключается и при переводе пылесистемы в горячий резерв клапан остается в открытом состоянии, обеспечивая охлаждение подшипников вентилятора.

При воздействии на формирователь 14 команды Пуск пылесистемы логическая 1 поступает на первый вход первого триггера 10, на выходе которого формируется логическая 1, которая приводит в состояние готовности элемент 9 И и поступает на вход второго триггера 11. Логическая Г с выхода второго триггера поступает на второй вход элемента 12 ИЛИ. После включения вентилятора первичного воздуха на датчике 13 состояния вентилятора формируется логическая 1. После инвертирования на элементе 12 ИЛИ этого сигнала логическая 1 на выходе элемента 12 ИЛИ определяется получением логической 1 на входе, соединенном .с выходом второго триггера 11, Обеспечивается вентиляция пылесистемы слабоподогретым воздухом. После превышения сигнала отдатчика 6 положения направляющего аппарата вентилятора заданного значения разность сигналов отдатчика 6 и задатчика 8 степени открытия направляющего аппарата, характеризующей переход вентиляции пылесистемы в регулировочный режим, обеспечивает подачу от блока 7 сравнения на первый вход элемента 9 И логической 1. По логической сумме двух сигналов элемент И обеспечивает подачу логической 1 на второй вход (сброс) второго триггера 11 и первый вход третьего триггера 19. Сброс памяти на втором триггере через элемент 12 ИЛИ обеспечивает подключение регулятора через первый блок 4 коммутации к регулирующему клапану слабоподогретого воздуха. Третий триггер 19 воздействием на второй (управляющий) вход блока 18 коммутации обеспечивает переключение его выхода к своему первому входу, и на вход регулятора подключается сформированный на сумматоре 17 сигнал корректирующего задания температуры сушильно-вентилирующего агента в режиме пуска. Температура сушильно-вентилирующего агента поддерживается на заданном значении. После

включения питателя топлива датчик 20 состояния питателя формирует командный сигнал в виде логической 1 и осуществляется сброс памяти на третьем триггере. Второй блок 18 коммутации отключает сигнал корректирующего задания от регулятора и при поступлении в пылесистему топлива регулятор осуществляет стабилизацию темпе- ратуры аэросмеси на значении, соответствующем сигналу от задатчика 3. Третий триггер переходит в исходное состояние готовности. При воздействии на формирователь 15 команды Сброс на выходе первого триггера появляется логический О, соответственно элемент 9 И и второй триггер 11 переходят в исходное состояние для следующего пуска пылесистемы.

Воздействием на задатчик 8 корректируется включение регулятора в пусковой режим в зависимости от нижней границы рабочего диапазона вентиляции пылесистемы.

Воздействием на задатчик 16 максимальной температуры сушильно-вентилиру- ющего агента в режиме пуска изменяется режим прогрева пылесистемы.

Способ может быть реализован как с применением обычных электронных средств, так и Программируемых контроллеров, например типа Ремиконт,

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяет повысить точность управления тепловым режимом в нестационарных режимах работы пылесистемы прямого вдувания. Это осуществляется за счет непрерывного контроля состояния оборудования пылесистемы и определения режима работы.

Это позволяет обеспечить управление подачей слабоподогретого воздуха во всех режимах, в т.ч. пуска и останова, повышение долговечности оборудования при переводе пылесистемы в горячий резерв, охлаждение пылесистемы в режиме пуска до вывода регулирующего органа вентиляции в рабочий диапазон, управление режимом прогрева с последующим переходом в нормальный тепловой режим, «

Экономический эффект от применения способа определяется экономией топлива. Повышение точности управления тепловым режимом пылесистемы обеспечивает выравнивание теплообмена продуктов горения с теплоносителями в поверхностях нагрева, что ведет к снижению потерь тепла с уходящими газами и соответственно к повышению КПД котла. Также уменьшаются затраты на ремонт оборудования пылесистемы. Повышение надежности и увеличение сроков межремонтного периода

обеспечивает уменьшение потерь от недо- , выработки пара с котла. Сокращение времени прогрева пылесистемы, т.е. подготовки к вводу в общий процесс регулирования тепловой нагрузки котла, также обеспечивает уменьшение недовыработки пара. Прекращение вентиляции остановленной пылесистемы обеспечивает перераспределение воздуха между пылесистемами. Увеличение

0 вентиляции работающих пылесистем позволяет повысить их производительность и в конечном итоге также паросьем с котла. Формула изобретения

1. Способ управления тепловым режи5 мом пылесистемы прямого вдувания с индивидуальным вентилятором первичного воздуха, питателем топлива и трактом горячего и слабоподогретого воздуха путем измерения температуры аэросмеси за

0 сепаратором мельницы и поддержания ее на заданном уровне изменением расхода слабоподогретого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности . управления в нестационарных условиях,

5 формируют управляющие сигналы Пуск и. Сброс, определяют состояния вентилятора первичного воздуха и питателя и степень открытия направляющего аппарата вентилятора первичного воздуха, отключают регу0 лирующий клапан слабоподогретого воздуха и корректируют заданную температуру аэросмеси, причем регулирующий клапан слабоподогретого воздуха отключают после поступления команды Пуск и вклю5 чения вентилятора первичного воздуха и включают при достижении заданной степени открытия направляющего аппарата вентилятора первичного воздуха, корректируют заданную температуру аэрос0 меси до включения питателя топлива, а отключение воздействия на регулирующий клапан слабоподогретого воздуха осуществляют после поступления команды Сброс.

2. Устройство управления тепловым ре- 5 жимом пылесистемы прямого вдувания, содержащее регулятор с датчиком температуры и задатчиком температуры аэросмеси, за -сепаратором соединенный через первый блок коммутации с регулиру- 0 ющим клапаном слабоподогретого воздуха, датчик положения и задатчик степени открытия направляющего аппарата вентилятора первичного воздуха, блок сравнения, задатчик максимальной температуры су- 5 шильно-вентилирующего агента и второй блок коммутации, подключенный к входу регулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления в нестационарных режимах, оно содержит датчик состояния электродвигателя вентилятора первичного воздуха, датчик состояния электродвигателя питателя топлива, формирователи команд Пуск и Сброс, три триггера, элемент И, элемент ИЛИ и сумматор, причем датчик положения направляющего аппарата вентилятора первичного воздуха и задатчик степени открытия направляющего аппарата соединены с блоком сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, входы которого соединены с формирователями команд Пуск, и Спуск, а выход - с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выхо0

5

дом элемента И. а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с датчиком состояния электродвигателя вентилятора первичного воздуха, а выход - с вторым входом первого блока коммутации, задатчик максимальной температуры су- шильно-вентилирующего агента соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком температуры аэросмеси, а выход - с первым входом второго блока коммутации, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера, входы которого соединены с выходом элемента VI и датчиком состояния электродвигателя питателя топлива.

Использование: автоматическое управление котла с пылесистемой прямого вдувания. Сущность изобретения: измеряют температуру аэросмеси за сепаратором мельницы и поддерживают на заданном уровне с включением и отключением регулирующего клапана слабоподогретого воздуха и коррекцией заданной температуры в зави- . симости от режима подготовки топливовоз- душной см еси с контролем состояния оборудования пылесистемы: вентилятора первичного воздуха, положения его направляющего аппарата, питателя топлива, командных сигналов Пуск пылесистемы и Сброс, Устройство для осуществления способа позволяет выполнять автоматическое управление со всеми переходами из одного режима в другой, 2 с.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл, ел

Таблица состояний пылесистемы

где ВПВ - вентилятор первичного воздуха; НА - направляющий аппарат; I - наличие сигнала/включение воздействия; 0 - отсутствие сигнала/отключение воздействия; - безразличное отношение к сигналу; Т - заданное значение температуры азросмеси;Д Т - поправка на температуру в режиме пуска.