Способ управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК B02C25/00 

тепловых электростанций металлургических заводов производительность парогенератора изменяется в довольно широких пределах. Изменяют производительность парогенератора изменением расхода газообразного топлива или твердого топлива, или обоих видов топлива одновременно. При этом также необходимо оптимизировать режим работы системы пылеприготовления. При постоянной производительности парогенератора с увеличением расхода газообразного топлива уменьшают расход твердого топлива. В связи с этим время пребывания угольной пыли в топке изменяется незначительно и механический недожег определяется в основном скоростью горения пылинок топлива. Поэтому с увеличением расхода, например коксового газа, повышается температура факела в топке, что способствует увеличению скорости горения пылинок топлива. И для оптимизации режима работы пылесистемы в этом случае согласно известному способу необходимо увеличивать тонину помола твердого топлива. В случае увеличения производительности парогенератора увеличением расхода, например, коксового газа скорость движения пылинок топлива увеличивается, а время их пребывания в топке уменьшается. При этом для уменьшения потерь тепла топлива и оптимизации режима работы пылесистемы необходимо уменьшать тонину помола твердого топлива. С другой стороны, при увеличении расхода коксового газа повышается температура факела в топке, растет скорость горения пылинок топлива и поэтому для уменьшения потерь тепла топлива необходимо увеличивать тонину помола твердого топлива. Таким образом, известный способ управления процессом пылеприготовления не обеспечивает оптимизации режима работы пылесистемы при изменении производительности парогенератора. Цель изооретения - повышение качества управления процессом пылеприготовления. Это достигается тем, что в способе управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами, включающем в себя стабилизацию производительности мельницы, шаровой загрузки, скорости пылевоздушной смеси, измерение расхода газообразного топлива, поступаюшего иа сжигание, его калорийности и калорийности твердого топлива и поддержание заданного значения тонины помола твердого топлива путем изменения положения створок сепаратора, дополнительно измеряют расход твердого топлива, вычисляют действительную сумму приведенных потерь тепла топлива, предполагаемую сумму приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола и предполагаемую сумму при веденных потерь тепла при уменьшении тонипы помола топлива на ту же величину и сравнивают действительную сумму приведенных потерь тепла с каждой из полученных предполагаемых сумм приведенных потерь тепла, а при поддержании заданного значения тонины помола твердого топлива осуш,ествляют корректировку заданного значения тонинЫ помола твердого топлива в зависимости от результата сравнения сумм, причем при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь тепла, соответствующей увеличению тонины помола топлива, заданное значение тонины ломола твердого топлива увеличивают, а при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь тепла, соответствующей уменьшению тонины помола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива уменьшают. Для этого устройство для осуществления предлагаемого способа, включающее в себя датчик мощности электродвигателя мельницы, соединенный через регулятор шаровой загрузки с электродвигателем шародозатора, датчик производительности мельницы, соединенный через регулятор производительности с электродвигателем питателя, датчик тонины помола, соединенный с первым входом регулятора тонины помола, выход которого подключен к электродвигателю створок сепаратора, датчик скорости пылевоздушной смеси, соединенный через регулятор скорости пылевоздушной смеси с электродвигателем шибера рециркуляции, датчик мощности мельничного вентилятора, датчики расхода газообразного топлива и калорийностей газообразного и твердого топлива и корректирующее устройство, соединенное через задатчик регулятора тонины помола со вторым входом регулятора тонины помола, снабжено датчиком расхода твердого топлива, шестью блоками нелинейности, двумя блохами умножения, тремя сумматорами и двумя элементами сравнения, причем датчики расходов твердого и газообразного топлива и датчики калорийности газообразного и твердого топлива подключены к четырем входам первого, второго и третьего блоков нелинейности, датчик тонины помола топлива соединен с пятым входом первого блока нелинейности и с входами двух блоков умножения, выход первого блока умножения подключен к пятому входу второго блока нелинейности, выход второго блока умножения подключен к пятому входу третьего блока нелинейности, первые выходы первого, второго и третьего блоков нелинейности подключены к первым входам четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчик мощности электродвигателя мельницы соединен со вторыми входами четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчик мощности мельничного вентилятора соединен с третьими входами четвертого, пятого и шесто го блоков нелинейности, выходы кото рых соединены с -первыми входами трех сумматоров, вторые входы трех сумматоров соединены со вторыми выходами первого, второго и третьего блоков нелинейности, выход первого сумматора соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения, выход второго сумматора соединен со вторым входом первого элемента , выход третьего сумматора подключен ко второму входу второго элемента сравнения, а выходы двух элементов сравнения подключены ко входу корректирующего устройства. Сущность способа заключается в следующем. В качестве критерия оценки эффективности процесса пылеприготовления принят показатель - сумма приведенных потерь тепла, приходящихся на 1 кг сжигаемого твердого топлива. Эта сумма содержит потери тепла от механического недожега твердого топлива, потери тепла, эквивалентные расходу электроэнергии на размол и пневмотранспорт топлива, потери тепла, эквивалентные стоимости изнашиваемого металла щаров и потери тепла, эквивалентные амортизационным расходам. Оптимальным режимом работы пылесиотемы является такой режим, при котором сумма приведенных потерь тепла будет минимальной. Однако эта сумма зависит от многих факторов. Например, механический недожег твердого топлива зависит от времени пребывания угольной пыли в топке парогенератора, скорости горения пылинок и тонины помола топлива. Время пребывания пылинок в топке, в свою очередь, определяется количеством газообразного и твердого топлива, поступающего на сжигание. Скорость горения пылинок зависит от температуры факела в топке, определяемой калорийностью топлива. Потери от механического недожега твердого топлива определяются зависимостью g4 а4 +(b2QrrBrT + ЬзРгт , где а4,2.,&з-коэффициенты, определяемые конструктивными oco6eHHoqтями парогенератора и технологией сжигания топлива;Qn-jBrr - калорийность и расход твердого топлива; Огг.Вгт-калорийность и расход газообразного топлива; -тонина помола твердого топлива. Приведенные потери, эквивалентные расходу электроэнергии на размол и пневмотранспорт пулеугольного топлива определяются выражением О - + Nn «1+44 В где Q,,fe, -коэффициенты, определяемые конструктивными особенностями и режимом работы мельничного вентилятора;N{) -мощность, потребляемая электродвигателем мельницы на размол твердого топлива; Мп -мощность, потребляемая электродвигателем мельничного вентилятора на транспортировку пылеугольного топлива; В производительность мельницы. Приведенные потери тепла, эквивалентные стоимости изнашиваемого металла шаров и амортизационным расходам, определяются производительностью мельницы. В условиях стабилизации произвбдительности мельницы эти потери практически не изменяются, поэтому при определении минимума суммы приведенных потерь тепла они могут не учитываться. Таким образом, из приведенных выраже.ний видно, что потери тепла топлива являются сложной зависимостью расхода, калорийностей газообразного и твердого топлива, поступающего на сжигание, а также тонины помола твердого топлива. Однако для оптимизации режима работы пылесистемы необходимо обеспечить минимум суммы приведенных потерь тепла топлива. С этой целью определяют действительную сумму приведенных потерь тепла при текущих измеренных значениях тонины помола твердого топлива, расходов и калорийностей газообразного и твердого топлива, поступающего на сжигание. Кроме того, определяют предполагаемые суммы приведенных потерь тепла при увеличении и уменьшении тонины помола твердого топлива на одну и ту же величину и сравнивают действительную сумму приведенных потерь тепла с каждой из полученных предполагаемых сумм приведенных потерь тепла. В зависимости от результата сравнения этих сумм осуществляют корректировку заданного значения тонины помола твердого топлива. Если действительная сумма приведенных потерь теала больше предполагаемой суммы, соответствующей увеличению тонины по.мола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива увеличивают с целью дальнейшего уменьшения действительной суммы приведенных потерь тепла. Если же действительная сумма приведенных потерь тепла больше предполагаемой суммы, соответствующей уменьшению тонины помола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива уменьшают. На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления. Устройство содержит бункер угля 1, питатель 2, регулирующий орган 3 питателя, электродвигатель 4 питателя, шаровую барабанную мельницу 5, электродвигатель 6 мельницы, сепаратор 7, электродвигатель 8, управляющий положением створок сепаратора, циклон 9, бункер 10 пылеугольного топлива, датчик 11 мощности элeкtpoдвигaтeля мельничного вентилятора, шародозатор 12, электродвигатель 13 шародозатора, датчик 14 нроизводительности мельницы, регулятор 15 производительности мельницы, датчик 16 мощности электродвигателя мельницы, регулятор 17 шаровой загрузки, датчик 18 скорости пылевоздушной смеси, регулятор 19 скорости пылевоздушной смеси, шибер 20 рециркуляции, электродвигатель 21, управляющий положением шибера рециркуляции, датчик 22 тонины помола твердого топлива, регулятор 23 тонины помола, задатчик 24 регулятора тонины помола, датчик 25 расхода твердого топлива, датчик 26 калорийности твердого топлива, датчик 27 расхода газообразного топлива, датчик 28 калорийности газообразного топлива, блоки умножения 29 и 30, три блока нелинейностей 31, 32 и 33, определяющих приведенные потери тепла топлива от механического недожега, три блока нелинейностей 34, 35 и 36, определяющих приведенные потери тепла, эквивалентные расходу электроэнергии , на размол и пневмотранспорт, первый сумматор 37, второй сумматор 38, третий сумматор 39, первый элемент сравнения 40, второй элемент сравнения 41, корректирующее устройство 42. Стабилизация параметров, влияющих на тонину помола, осуществляется регуляторами производительности мельницы 15, щаровой загрузки 17, скорости пылевоздущной смеси 19. Регулятор 15 производительности мельницы воспринимает сигнал от датчика 14 производительности мельницы и воздействует на электродвигатель 4 питателя, управляющий регулирующим органом 3 питателя. Регулятор 17 шаровой загрузки мельницы воспринимает сигнал от датчика 16 мощности электродвигателя мельницы и воздействует на электродвигатель 13 шародозатора, управляющий щародозатором 12. Регулятор 19 скорости пылевоздущной смеси воспринимает сигнал от датчика 18 скорости пылевоздущной смеси и воздействует на электродвигатель 20, управляющий положением шибера рециркуляции. Регулятор 23 тонины помола воспринимает сигнал от датчика 22 тонины помола топлива и воздействует на положение створок сепаратора 7. Сигналы с датчиков расходов 25 и 27 и датчиков калориейностей 26 и 28 топлива, а также сигнал с датчика 22 тонины помола поступают через блоки нелинейностей 31 и 34 на сумматор 37 и затем на первый 40 и второй 41 элементы сравнения. Кроме того, на первый элемент сравнения 40 поступают сигналы с датчиков расходов 25 и 27, датчиков калорийностей 26 и 28 топлива и сигнал с датчика 22 тонины помола, увеличенный в блоке умножения 29, через блоки нелинейностей 32, 35 и сумматор 38. А на второй элемент сравнения 41 поступают также сигналы с датчиков расходов 25 и 27, датчиков калорнйностей 26 и 28 топлива и сигнал с датчика 22 тонины помола, уменьщенный в блоке умножения 30, через соответствующие блоки нелинейностей 33, 36 и сумматор 39. При этом в зависимости от результатов сравнения полученных сумм приведенных потерь тепла первый элемент сравнения 40 выдает сигнал на корректирующее устройство 42, которое через задатчнк 24 регулятора тонины помола изменяет задание регулятору 23 тонины помола в сторону увеличения или второй блок сравнения 41 выдает сигнал на корректирующее устройство 42, которое через задатчик 24 регулятора тонины помола изменяет задание регулятору 24 тонины помола в сторону уменьшения. Устройство работает следующим образом. При постоянной производительности парогенератора и подаче.постоянного количества газообразного и твердого топлива регулятор 23 тонины помола твердого топлива поддерживает тонину помола в соответствии с заданием, установленным задатчиком 24 регулятора тонины помола. Задание тониНы помола твердого топлива соответствует минимуму суммы приведенных потерь тепла. Регуляторы производительности мельницы 15, щаровой загрузки 17, скорости пылевоздущной смеси 19 поддерживают соответственно производительность мельницы, щаровую загрузку и скорость пылевоздушной смеси постоянными в соответствии с заданием. При изменении производительности парогенератора изменением расходов или калорийностей газообразного или твердого топлива, поступающего на сжигание, изменяется действительная сумма приведенных потерь тепла на сумматоре 37 и уходит от минимального значения. Изменяются также предполагаемые суммы приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола на сумматоре 37 н при уменьшении тонины помола на ту же величину на сумматоре 38. Действительная сумма приведенных потерь тепла сравнивается с предполагаемой суммой приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола элементом сравнения 40 и с предполагаемой суммой приведенных потерь тепла при уменьшении тонины помола элементом сравнения 41. Если действительная сумма приведенных лотерь тепла на сумматоре 37 больше предполагаемой суммы на сумматоре 38, соответствующей увеличению тоннны помола твердого топлива, элемент сравнения 40 выдает сигнал на корректирующее устройство 42, которое вырабатывает сигнал на увеличение задания регулятору 23 тонины помола твердого топлива. Если же действительная сумма потерь тепла на сумматоре 37 больще

предполагаемой суммы на сумматоре 39. соответствующей уменьшению тонины помола топлива, элемент сравнения 41 выдает сигнал на корректирующее устройство 42, которое при этом вырабатывает сигнал на уменьшение задания регулятору тоНИНЫ помола твердого топлива.

Формула изобретения

1. Способ управления процессом пылеприготовления в пылесистемах с шаровыми барабанными мельницами, включающий в себя стабилизацию производительности мельницы, шаровой загрузки, скорости пылевоздушной смеси, измерение расхода газообразного топлива, поступающего на сжигание, его калорийности и калорийности твердого топлива и поддержание заданного значения тонины помола твердого топлива путем изменения положения створок сепаратора, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества управления процессом пылеприготовления, дополнительно измеряют расход твердого топлива, вычисляют действительную сумму приведенных потерь тепла топлива, предполагаемую сумму приведенных потерь тепла при увеличении тонины помола и предполагаемую сумму приведенных потерь тепла при уменьшении тонины помола топлива на туже величину и сравнивают действительную сумму приведенных потерь тепла с каждой из полученных предполагаемых сумм приведенных потерь тепла, а при поддержании заданного значения тонины помола твердого топлива осуществляют корректировку заданного значения тонины помола твердого топлива в зависимости от результата сравнения сумм, причем при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь тепла, соответствующей увеличению тонины помола топлива, заданное значение тонины помола твердого топлива увеличивают, а при действительной сумме приведенных потерь тепла, большей предполагаемой суммы приведенных потерь, соответствующей уменьшению тонины помола, заданное значению тонины помола твердого топлива уменьшают.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее в себя датчик мощности электродвигателя мельницы, соединенный через регулятор щаровой загрузки с электродвигателем шародозатора, датчик производительности мельницы, соединенный через регулятор производительности с

электродвигателем питателя, датчик тоннчы помола, соединенный с первым входом ре гулятора тонины помола, выход которого подключен к электродвигателю створок сепаратора, датчик скорости пылевоздушной смеси, соединенный через регулятор скорости пылевоздуп1нок гмгсн с электродвигателем шибера рецир;чу.. датчик мощности мельничного вентилятора, датчики расхода газообразного топлива и калорийностей газообразного и твердого топлива и корректирующее устройство, соединенное через задатчик регулятора тонины помола со вторым входом регулятора тонины помола, от личающееся тем, что устройство снабжено датчиком расхода твердого топлива, шестью блоками нелинейности, двумя блоками умножения, тремя сумматорами и двумя элементами сравнения, причем датчики расходов тверлогг и газообразного топлива и датчики калорий юстей газообразного и твердого топлива подключены к четырем входам первого, второго и третьего блоков нелинейности, датчик тонины помола топлива соединен с пятым входом первого блока нелинейности и с входами двух блоков умножения, выход первого блока умножения подключен к пятому входу второго блока нелинейности, выход второго блока умножения подключен к пятому входу третьего блока нелинейности, первые выходы первого, второго и третьего блоков нелинейности подключены к первым входам четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчик мощности электродвигателя мельницы соединен со вторыми входами четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, датчнк мощности мельничного вентилятора соединен с третьими входам.; четвертого, пятого и шестого блоков нелинейности, выходы которых соединены с первыми входами трех сумматоров, вторые входы трех сумматоров соединены со вторыми выходами первого, второго и третьего блоков нелинейности, выход первого сумматора соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения, выход второго сумматора соединен со вторым входом первого элемента сравнения, выход третьего сумматора подключен ко второму входу второго элемента сравнения, а выходы двух элементов сравнения подключены ко входу корректирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ГДР № 56432, кл. 5 О С 19/30, опублик. 1970.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2449915/33 кл. В 02 С 25/00, 1977