Способ автоматического регулирования процесса горения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 10593 23 ГОС ИОАН РЕТЕНИ РСКОМ,Ф С ЕЛЬСТВУ К ш В,А. амид АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУ ЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ путем измерения температуры в топочной камере, расходов топлива и воздуха и изме нениярасхода воздуха, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, определяют произведение температуры в топочной камере и соотношение расходов топлива и воз духа, сравнивают его с заданным значением и расход воздуха изменяют по результату сравнения.Изобретение относится к управлеййОпроцессом горения в топочных камерах,например в топках сушильных установок,Известен способ автомотическогорегулирования процесса горенияпутем поддержания оптимального коэффициента избытка воздуха в зависимости от пульсаций сигнала, характеризующего нейолноту сгорания топлива,:оцениваемую по эффективной амплитуде, причем в качестве укаэанных сиг.налов используют величину пульсаций окислительноюо потенциала продуктов сгорания, измеренную при помощи высокотемпературной гальванической ячейки с твердым электролитом 1.Однако такой способ не позволяет поддерживать оптимальный избы-ток воздуха при сжигании угольной 2 Опыли, так как при этом происходитплавление золы, содержащейся вней,.которая приводит к шлакованиювысокотемпературной гальваническойячейки с твердьм электролитом, которая должна помещаться в потокпродуктов сгорания. Это нарушаетработу системы управления процессом горения и, следовательно, сни"жает качество управления процессомгорения.Наиболее близкимгк изобретениюявляется способ автоматического регулирования процесса горения путемизмерения температуры в топочнойкамере, расходов тбплива и воздуха иизменения расхода воздуха 2 .Недостатком известного способаявляется низкая точность регулирования процесса. горения .в топочныхкамерах, сжигающих в качестве топлива угольную пыль, обусловленнаянедостаточностью учета факторовхимического и механического недожога.Целью изобретения является повыше ние точности регулирования.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу автоматическогорегулирования процесса горения путемизмерения температуры в топочной 5 Окамере, расходов тоялива и воздухаи изменения расхода воздуха определяют произведение температуры втопочной камере и соотношение расходов топлива и воздуха, сравниваютего с заданным значением и расходвоздуха изменяют по результатусравнения,На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществленияпроцесса горения. 40В топочную камеру 1, по топливопроводу 2 подается топливо (угольнаяпыль), а по воздухопроводу 3 - воздух, для обеспечения процесса горения, Расход топлива измеряется дат 65 чиком 4 расхода топлива и устанавливается регулирующим органом 5 расхо"да топлива. Расход воздуха измеряется датчиком 6 расхода воздуха и устанавливается регулирующим органом7.,расхода воздуха. На первый входрегулятора 8 расхода топлива подкгючен задатчик 9 расхода топлива, а навторой вход - выход датчика 4 расходатоплива. Выход регулятора 8 расходатоплива подключен к регулирующемуоргану 5 расхода топлива. Выход эадатчика 9 расхода топлива подключен квходам усилителей 10 и 11, Выход усилителя 10 подключен через сумматор12 на вход регулятора 13 расходавоздуха. Выход регулятора 13 расходавоздуха соединен с регулирукщим органом 7 расхода воздуха. Выход усилителя 11 подключен на первый входблока 14 деления, на второй вход которого включен выход датчика брасхода воздуха. Выход блока 14 деления соединен с входом блока 1 5умножения, на второй вход котороговключен выход датчика 16 температуры в топочной камере. Выход блока15 умножения через последовательновключенные звено 17 сравнения и.корректирующий регулятор 18 соединенс вторым входом сумматора 12. Выходэадатчика 19 критерия качества горения соединен с вторьи входом звена17 сравнения.Способ осществляют следующимобразом.При анализе условий образованияокиси углерода при горении пылеугольного факела с целью оптимизациипроцесса аналитически получено и экспериментально проверено следующееуравнение, связывакщее параметрыпроцесса горения угольных частиц-гс за,ь с 1-, 1-Й 1,где С- начальная концентрациякнслорода 1Т,Т - начальная и текущая температуры Факела, соответственно;Й - относительный недожог топливао - коэффициент избытка воздуха;концентрация окиси углеросода по длине факела;,ЮЬ - коэффициент пропорциональности, зависящий от фиэикохимических особенностей топлива.Полученная зависимость может бытьиспользована для автоматическогоуправления процессом горения, однакопри этом также требуется измерениеокиси .углерода в дымовых газах,чем снижается качество управленияпроцессом; горения,Если положить вместо Сего заданное значение, соответствующее1059355 минимуму потерь от химической и механической неполноты сгорания топлива,получим следующее выражениес а о,ь с -д 1. - ()1Величина (1-Я) = Ц - является механической неполнотой сгорания и изменяется в пределахс 1-а):Е Со. Преобразовав уравнение, окончательно получимрьс тоТ сор зФ 2соз Таким образом, если значение Т процесса горения будет равно06 С ТЫ-: сьв 1СОЪпотери топлива с химическим и механическим недожогом будут минималь.ны.Расход топлива стабилизируется регулятором 8 расхода топлива, который воздействует на регулирующий орган 5, изменяя расход топлива в зависимости от сигнала рассогласования между сигналом задатчика 9 и сигналом от датчика 4 расхода топлива таким образом, чтобы величина расхода топлива соответствовала заданной. Сигнал с задатчика 9 усиливается усилителем 10 и подается через сумматор 12 на регулятор 13 расхода воздуха, который устанавливает начальный расход воздуха, воздействуя на регулирующий орган 7,.Коэффициент усиления усилителя 10 выбирается иэ условия необходимого начального расхода воздуха, поступающего на горение. Сигнал с задатчика 9 также усиливается усилителем 11 и подается на вход блока 14 деления, Коэффициент усиления усилителя 11 выбиратся из условия теоретически необ одимого расхода воздуха, требуемогоСоставйтельРедактор Н.Джуган Техред И.Ку 50 И.Аксеновзыка Корректор О.Билак3 Заказ 9804/42 Тираж 583 .ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, У,-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патентфф, г.ужгород, ул.Проектная,4 Приняв, что текущая температура ио длине Факела Т измеряется в точке, для которой выполняется следующее условие с(- 0 = 1 (иэ этого условия определяется место установки датчика 16 температуры в топочной камере 1), получим следующее уравнение, связывающее основные показатели процесса горения 5 0 15 20 5 30 35 40 45 1 цля сжигания заданного расхода топлива, На второй вход блока 14 деления подается сигнал от датчика 6 расхода воздуха.Таким образом, иа блоке деленияопределяется отнашение реальногорасхода воздуха к теоретическинеобходимому расходу воздуха, т.е.,сигнал на выходе блока 14 деленияравен коэффиенту избытка воздуха,поступающего на горение,Сигнал с выхода блока деления(равный коэффициенту избытка воздухас 4) умножается на блок 15 умноженияна сигнал от датчика 16 температурыв топочной камере. На выходе блокаумножения образуется сигнал, равныйпроизведению коэффициента.1 избыткавоздуха на температуру горения Т,т.е. его величина равна ЙТ.Этот сигнал используется в качест-.ве критерия процесса горения, по которому осуществляется стабилизацияпроцесса горения топлива, для чегоэтот сигнал сравнивается с сигналомзадатчика 19 критерия качествагорения на звене 17 сравнения и в зависимости от разности сигнала корректирующий регулятор 18 увеличиваетили уменьшает расход воздуха, подаваемого на горение, суммируя свойсигнал с сигналом от усилителя 10на сумматоре 12.Если величина с(Т больше заданной,расход воздуха снижается, а приуменьшении с(Т ниже заданной величи"ны - расход воздуха увеличивается.Величина КТ однозначно характе"ризует процесс горения. Выбор еадания качества процесса горения (заданного значения произведения а 1 Т) производится из условия минимума потерьтоплива с химическим и механическимнедожогами топлива, при этом не тре"буется измерения непосредственноэтих величин (химического и.механического недожогов).Технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа автоматического регулирования процесса горе"ния является более высокое качествоуправления процессом:горения пыле"видного топлива за счет того, что оптимальный расход воздуха стабилизируется в зависимости от параметра качества процесса горения, который непосредственно связан с йроцессом горения и однозначно характеризует этот процесс,