Способ регулирования расхода воздуха

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 5 43 19 3(50 Р ТЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ вд н тото В ПочетаЛенина ии про 1958ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ивановский ордена Знакэнергетический институт им. В.И.(54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ВОЗДУХА в топку котла путем измерения сигналов по расходу воздуха, содержанию кислорода и химического недожога и формирования регулирующего воздействия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, сигнал по расходу воздуха дифференцируют, сиг нал химического недожога инвертируют и суммируют с сигналом содержания кислорода, суммарный сигнал преобразуют в линейный и совместно с дифференцированным сигналом по расходу воздуха используют для формирования регулирующего воздействия.5 0 15 20 25 30 35 40 45 Недостаток известного способа состоит в том, что при необходимости поддержания малых избытков воздуха в топке из-за ограничения диапазона регулирования справа (4 т-АЙ) снижается точность поддержания расхода воздуха. Кроме этого, содержание кислорода в уходяших газах слабо зависит от состава топлива, эксплуатационного состояния оборудования: горелочных устройств, топочной камеры и т.п, При необходимости поддержания малых избытков воздуха в топке котла эти факторы становятся определяющими, что также сни 50 55 Изобретение относится к тепловой энергетике, в частности к способам регулирования горения при сжигании топлива в топ- ках газомазутных котлов с предельно малыми избытками воздуха,Известно, что уменьшение избытка воздуха сг.т в топке котла до предельно малых значений ведет к уменьшению образования окислов азота и серы, к повышению экономичности горения и надежности оборудования.. Известен способ регулирования расхода воздуха в топку котла путем измерения сигнала, характеризующего химнедожог цг, например оптическую плотность дымовых газов, с последующим изменением положения направляющего аппарата дутьевого вентилятора. Сигнал по с 1 характеризует изменение избытка воздуха сст слева от эконоопт мически оптимального значения а, - сьОптИзвестно, что величина ат не является постоянной, а зависит от качественного состава топлива, эксплуатационного состояния горелочных устройств и топки. Химнедожог при сжигании топлива с малыми избытками воздуха может появиться при разных значениях избытка воздуха в токе и, соответственно, разных значениях содержания свободного кислорода в уходящих газах. Например, по мере выработки межремонтного ресурса котла статическая характеристика сигнала, характеризующего химнедожог, смещается в сторону больших значений сс, т,е. дым появляется уже при больших значениях избытка воздуха и содержания свободного кислорода в уходяших газах 11.Недостатками такого способа регулирования являются узкий диапазон регулирования, нелинейность и неоднозначность статической характеристики сигнала, сложность -- требуется синтез экстремально-поисковых систем регулирования, а в результате невысокая точность регулирования.Известен способ регулирования расхода воздуха в топку котла путем измерения сигналов по содержанию кислорода Ог в уходящих газах с последующим измейением положения направляющего аппарата дутьевого вентилятора 2. жает точность поддержания расхода возду. ха на экономически оптимальном значении.Известен также способ регулирования расхода воздуха в топку котла путем измерения сигналов по расходу воздуха, содержанию кислорода и химического недожога и формирования регулирующего воздействия 3.Недостатком этого способа регулирования является низкая точность поддержания оптимального значения избытка воздуха в топке котла. Синтезированные на базе способа системы регулирования обладают остаточной неравномерностью регулирования расхода воздуха вследствие жесткой обратной связи по расходу (давлению) воздуха. Цель изобретения - повышение точно. сти регулирования расхода воздуха, экономичности горения при сжигании топлива в топках котлов с предельно малыми избытками воздуха.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования расхода воздуха, содержанию кислорода и химического недожога и формирования регулирующего воздействия, сигнал по расходу возлуха дифференцируют, сигнал химического недожога инвертируют и суммируют с сигналом содержания кислорода, суммарный сигнал преобразуют в линейный и совместно с лифференцированным сигналом по расходу воздуха используют для формирования регулирующего воздействия,На фиг.приведена блок-схема, реализующая способ регулирования; на фиг. 2(а, б, в, г)статические характеристики командных сигналов до и после преобразований.а - зависимость содержания кислорода Ог и химического недожога с)з и суммыэтих сигналов Е(Ог + с 1 з) пРи изменениикоэффициента избытка воздуха сс,б - зависимость преобразованного сигнала Е(Ог - Чэ) при изменении а;в - зависимость выходного сигнала Хфункционального преобразователя от вход-.ного сигнала Хх,г - зависимость линейного сигнала 1 л(Ог цэ) при изменении коэффициента избытка воздуха Ат.Регулятор 1 общего воздуха с исполнительным механизмом 2 направляющего аппарата 3 дутьевого вентилятора соелиненс датчиком изменения расхода воздуха 4через устройство дифференцирования 5,с задатчиком б и линейным преобразователем 7, который через сумматор 3 соединенс датчиком 9, измеряющим сигнал по содержанию кислорода в уходящих газах, ис датчиком 10 химического недожога.Способ регулирования расхода возлухав топку котла осуществляется следующимобразом.1035343 ИИПИ Заказ 8802/87 Тираж 583 Подписное лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 43При изменении избытка воздуха в топке котла изменяется содержание кислорода в уходящих газах. Если при этомаьгсст, то появляется химический недожог, о котором можно судить, например, по оптической плотности дымовых газов или непосредственно по показаниям соответствующего датчика. В результате на выходе сумматора 8 появляется сигнал со знаком плюс при увеличении избытка воздуха и со знаком минуС при уменьшении избытка воздуха от носительно экономически оптимального значениясфф. Статическая характеристика сигнала (фиг. 2 б) обладает явно выраженной нелинейностью. 15Суммарный сигнал от сумматора 8 преобразуется с помощью функционального преобразователя 7, имеющего, например, характеристику с переменным наклоном (фиг. 2 в), в линейный (фиг. 2 г). Воспринимая это изменение качества процесса го рения, регулятор 1, воздействуя на исполнительный механизм 2, изменит положение направляющего аппарата 3 дутьевого вентилятора. При этом введение обратной связи по скорости изменения расхода воздуха устраняет статическую неравномерность регулирования и повышает устойчивость системы в целом. При изменении задания регулятору 1 от задатчика 6 происходит заданное смещение точки пересечения статической характеристики на новый режим (новое значение с. Изменение качества топлива или других режимных характеристик ведет к самопроизвольному смещению статической характеристики командного сигнала. Причем новое положение нулевой точки определяет,новое. значение сс Появляющийся при.этом сигнал разбаланса также компенсируется приростом расхода воздуха (см. стрелки на фиг.2-г).Таким образом, предлагаемый способ регулирования расхода воздуха в топку котла позволяет расширить диапазон регулирования, повысить точность регулирования предельно малых избытков воздуха за счет получения линейной статической характеристики командного сигнала, устранения статической неравномерности регулятора и повышения его устойчивости. Это ведет к повышению экономичности горения, повышению КПД котла, экономии топлива. Кроме этого, уменьшается скорость коррозии хвостовых поверхностей и прежде всего коррозийный износ набивки регенеративных воздухоподогревателей, что ведет к увеличению срока их службы.