Способ автоматической оптимизации процесса горения в топке барабанного парового котла

Изобретение относится к теплоэнергетике и касается автоматизациибарабанных паровых котлов, а именноэкономичности процесса горения втопке.Известен способ автоматическойоптимизации процесса горения в топке барабанного парового котла, имеющего топочные экраны, путем измеренияпараметров, характеризующих КПД котла и соотношение топливо в . воздухсоответственно, определения отклонений измеренных сигналов от своих заданных значенийсоответствующихмаксимальному КПД котла, и последую,щего измерения с помощью регулятора поиска расхода воздуха .по суммеэтих отклонений (,1,Недостаток этого способа с однойстороны состоит в том, что в качестве параметра, характеризующего соотношение топливо - воздухиспользуется содержание:О в дымовых газах.В то же время оптимальное содержаниеО 2 не является постоянным в процессеэксплуатации,.его значение зависитот многих факторов (паровой нагрузки, качественного состава и сортатоплива и др.) .С другой стороны, в качестве параметра, характеризующего КПД котла,в известном способе. используют величину химического недожога. Поэтомурассматриваемый способ не учитываетпотерь теплоты от механического недожога, которые могут увеличиваться сростом скорости газовоздушной смеси.на выходе топки, обусловленным под-.держанием заданного значения 02,Указанные недостатки снижают точность поддержания максимального КПД.Цель изобретения - повышение точности оптимизации. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматической оптимизации процесса горения в топке барабанного парового котла, имеющего топочные экраны, путем измерения параметров, характеризующих КПД котла и соотношение топливо - воздух соответственно, определения отклонений измеренных сигналов от своих заданных значений, соответствующих макси" мальному КНД котла, и последующего изменения с помощью регулятора поиска расхода воздуха по сумме этих отклонений, в качестве параметров, характеризующих КПД котла и соотношение топливо - воздух, используют тепловосприятие топочных экранов и разность расходов пара и воздуха соответственно.В отличие от прототипа в качестве сигнала, инициирующего поисковые изменения расхода вторичного воздуха, измеряют сигнал,по тепловосприятию топочных экранов (ЬРС ), по котерому осуществляют экстремальное регулированне.На фиг.1 изображена функциональная схема экстремальной автоматической системы регулирования; на фиг,25 сопоставление статических характеристих 1 а (аЬ) и А Рс-Ю(Ы) пылеугольного парового котла типа ТП Юр" потери с химическим недожогом 110 - потери с механическим недожогом;- потери, от наружного охлаждения через обмуровку; 6 - потери с физическим теплом удаляемыхиз топки шлаков; (- КПД брутто15 котла 1 о - коэФфициент избытка воздуха; аРз - эона поиска экстремума).Система (фиг,1) состоит из двухконтуров. Внутренний (стабилизирующий) контур образуют объект 1 регулирования и автоматический регулятор2 подачи общего воздуха, действующийпо упрощенной схеме пар Э - воздух(68, Внешний (поисковый) контур составляет объект 1 регулирования иэкстремальное устройство 3 с входным сигналом по усредненному перепаду давления на циркуляционном контуре парового котла ьРпПроцесс автоматической поисковойоптимизации процесса горения в топке барабанного парового котла осуществляется следующим образом,Автоматический регулятор 2 подачи воздуха (фиг.1) действует какрегулятор соотношения расход пара .З 5 р - расход воздуха Ьз и обеспечиваетяв первом приближении оптимум этогосоотношения в статике в соответствиис режимной картой парового котла припостоянном расходе топлива, Далее40 экстремальное устройство 3, действую-щее по принципу запоминания и оценкиэкстремума по приращению, устраняетвозможную статическую неточность регулятора 2 при действии на экономич 45 ность процесса горения изменяющихсяво времени факторов и выводит систему регулирования в область экстремума сигнала по аРя путем принудительного изменения в заданных пределахрасхода воздуха, поступающего в топку барабанного парового котла,Сигнал по тепловосприятию топочных экранов ЬРп получают путем измерения разностй между полным напором среды в опускной и статическим55 напором среды в подъемной трубахсредних боковых или задних противоположных панелей, суммирования полученных сигналов с заданными весовыми коэффициентами и введения коррекции по дав 60 лению пара в барабане парового. котла.Численное значение сигнала по.дР .определяется выражением2лР -Н - о Ровос= см(Роя Рсм)+4 Ргс65 Фгде Н - длина участка контура сСмпароводяной смесью;роя ир " усредненные плотности кот.ловой воды в опускной ипароводяной смеси в подь-.емной трубах на участкеизмерения перепада;Юо - скорость циркуляции среды;дР - гидравлическое сопротивлеГсние опускных и подъемных,руб.10Сигнал по ДР малоинерционен,пропорционален тепловыделению Й в топке и имеет ярко выраженную экстремальную статическую характеристикув зависимости от расхода воздуха С 15в широком диапазоне паровых нагрузок.Экстремальное устройство можетбыть реализовано на базе специального регулятора с элементом выделениямаксимума, а в. современных условияхс помощью ЭВИ.Из графика (фиг.2) следует, что,максимизируя сигнал ЬРС (по показаниям измерительного прйбора или спомощью специального автоматического.устройства), можно максимизировать КПД брутто парового котла.Задача. отыскания максимума КПДв зависимости от коэффициента избытка воздуха о(,в условиях эксплуатацииупрощается, так как находится несам максимум, а некоторая его окрестность, численное значение которойобусловлено максимально допустимойпогрешностью определения КПД по обратному тепловому. балансу в соответ- .ствии с общепринятой методикой.С другой стороны, совпадение зон.поиска максимумов сигналов по КПДи тепловосприятию можно обьяснить 40физически,Положение экстремумов .91/ 6 Р (полезно использованное тепло) и Ят /Яр(тепловыделение) вдоль координаты Юили Р давление воздуха (фиг.2), 45а следовательноЯР /ЙР илн дРс(тепловосприятие) для йсследуемоготипа паровых котлов с камерной .топ-.кой зависит лишь от соотношения. двух составляющих с( и с (так как с), и (,ь близки к нулю, а , не зависит от с( )( О 0-. -) ( 4 цо=11(й где ь-И 8/й "100 доля тепла, вно-, симого в опку воздухом.В данном случае, например, приросты д и д в окрестности экстремума значений (100- ) в диапазоне (дЫ:+0,01) линейны в зависимости от ю( приблизительно равны и ма лы.по значению (не превышают 0,1), В то же время изменение основной потери тепла ф 4, одинаково влияющей на Я и Я и весьма ощутимой в общем балансе потерь парового котла, носит ярко выраженный экстремальный характер, чем и объясняется совпадение экстРемУмов 1 =т(о) и аРю=ЕЖ с ошибкой, не превышающей допустимой погрешности определения КПД.Совпадение максимумов соотношений (2) и (3) с ошибкой, не превышающей потерь на поиск, является практическим условием реализуемости экстремального регулирования эконо-. мичности процесса .горения по косвенному сигналу, характеризующему тепловыделение Я , в данном случае РясПо сравнению е известным предлагаемый способ позволяет, во первых, повысить точность оптимизации и, следовательно, повысить КПД брутто парового. котла за счет сокращения тепловых потерь от химического и механического недожогов, во-вторых, упростить нахождение максимума КПД в зависимости от Ы , так как используется косвенный сигнал ЮРпс, который легко измерить, преобразовать и,подать на вход непрерывнодвйствующей автоматической системы поиска оптимума экономичности процесса горения в темпе с изменениями тепловыделения в топке котла вследствие малой инерционности этого сигнала. .1064078 2 У кОа г,На оставит о тор Н, Руднев Корректора дейи е х а ае акаэ 10501/39 еааееа еаеа ае аее ешае еаее е ееешфилиал, ППП ффПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4еюБНИИП по 113035, ираж 583 Государс елам иэоб осква, ЖПодпИсноеенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб , д. 4/5