Устройство для автоматического регулирования теплового режима технологической печи

О)ОЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Г 27 0 19 6 9 51) 4 ИЯ а. Изобречто непре расход печи. В за тчи тчика тчика ач газа, При 16 измене роизводи зменения сполнит ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР У СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика"(56) Авторское свидетельство СССРР 1059354, кл. Г 23 М 1/02, 1980,Авторское свидетельство СССРР 688513, кл. С 10 С 9/20, 1978.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение касается регулирования теплового режима печей, преимущественно трубчатых, и может бытьиспользовано в нефтеперерабатывающейпромышленности. Цель изобретения сокращение расхода толли тение заключается в том, рывно измеряется датчико продукта, нагреваемого в висимости от сигналов с асхода воздуха в печь и емпературы нагретого пр дукта регулятором 8 устанавливаетсколичество воздуха, подаваемого впечь для сжигания топлива. В зависмости от концентрации кислорода вотходящих газах, измеряемой датчиком 6, изменяется подача топлива впечь при помощи регулятора 9, причем до момента ограничения по откртию исполнительного механизма 16,установленного на линии подачи газв печь, происходит изменениепод и полном открытии механизм ие подачи топлива в.печь ся за счет дополнительно расхода жидкого топлива ьным механизмом 17. 1 ил129481Изобретение предназначено дпя автоматического регулирования техно" логической печи и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газопере" рабатывающей промышленности.Цель изобретения - сокращение расхода топлива.На чертеже представлена схема устройства. 10Схема включает технологическую печь 1 со змеевиком 3 нагреваемого продукта, датчики 3 и 4 расхода нагреваемого продукта и воздуха, датчик 5 температуры нагретого продукта, датчик 6 концентрации кислорода. регуляторы 7-9, множители 10-12 на постоянный коэффициент, сумматор 13, ограничитель 14, исполнительные механизмы 15-17, 20Для определения и поддержания необходимого расхода воздуха в печьс помощью датчика 3 замеряется расход нагреваемого продукта, выход 2.э ной сигнал которого связан с входом множителя 10 на постоянный коэффициент, соединенного своим выходом с первым входом регулятора 8, второй вход которого соединен с выходом датчика 4 расхода воздуха, третий - с выходом регуляторатемпературы, связанного своим входом с выходом датчика 5 температуры, выход регулятора 8 связан с исполнительным механизмом 15 на линии подачи воздуха 35 в печь.гДпя определения и поддержания потребного расхода топлива в печь 1 с помощью датчика 6 замеряется концентрация кислорода в уходящих дымовых газах, выходной сигнал которого связан с входом регулятора 9 концентрации кислорода, Первый выходной сигнал регулятора 9 через множитель 11 на постоянный коэффициент, предназначенный для учета особенностей характеристики исполнительного механизма, поступает на исполнительный механизм 16 на линии подачи газообразного топлива в печь 1. Второй выходной сигнал регулятора 9 через сумматор 13 и множитель 12 на постоянный коэффициент, установленные для учета особенностей характеристики исполнительного механизма, поступает на второй вход ограничителя 14, первый вход которого соединен с выходом множителя 11 на постоянный коэффициент, а выход соединен с исполнительным механизмом 17 налинии подачи жидкого топлива впечь 1,Устройство для автоматическогорегулирования технологической печиимеет два взаимосвязанных черезпроцесс контура регулирования: контур регулирования передачи тепланагреваемому продукту путем изменения расхода воздуха, подаваемого впечь, в зависимости от расхода продукта и его температуры на выходеиз печи, обеспечивающий передачу постоянного количества тепла нагреваемому продукту, и контур регулирования концентрации кислорода в уходящих дымовых газах путем изменениярасхода топлива, Обеспечивающий полное использование газообразноготоплива, поступающего к печи, заданную концентрацию кислороца в ухоДящих дымовых газах и сокращение рас-,хода топлива.Задание регулятору 8 расхода воздуха Формирует множитель 10 на постоянный коэффициент:Рзвгде Р - задание регулягору 8 рас 38хода воздуха;К, - коэффициент определяющийсоотношение расходов воздуха и нагреваемого продукта;Г - расход нагреваемого продукта в змеевик печи.Задание регулятору 8 расхода Воздуха корректирует регулятор 7 температуры:Р - К (1 г. ),Р- коррекция регулятору 8 расхода воздуха;К - коэффициент пропорциональности, устанавливаемый регулятору 7 температуры;заданная температура нагретого продукта:текущая температура нагретого продукта,Задание регулятору 9 концентрациикислорода устанавливается задатчиком прибора,На ограничитель 14 поступает Выходной сигнал множителя 11 на. постоянный коэффициент (Р 11) и ВыхОДной сигнал множителя 12 на постоянный коэффициент (Р 12), если исполнительный механизм 16 на линии газообток газообразного топлива будет недостаточным и концентрация кислорода в уходящих дымовых газах не достигнет заданного значения, то выходной сигнал множителя 11 на постоянный коэффициент, соответствующийполному открытию исполнительного механизма 16, поступая на вход ограничителя 14, обеспечивает его переключение и передачу выходного сигнала множителя 12 на постоянный коэффициент наисполнительный механизм 17 на линииподачи жидкого топлива в печь. Подвоздействием выходного сигнала множителя 12 исполнительный механизм 17 изменяет свое положение, изменяя(увеличивая) поток жидкого топливав печь, которое продолжается до изменения концентрации кислорода дозаданной и достижения равновесия врегуляторе 9,При изменении качества нагреваемого продукта (например, увеличениисодержания легких компонентов) изменяется (увеличивается) доля продукта, подлежащего испарению в змеевике. При постоянном вводе теплана единицу нагреваемого продуктаизменится (понизится) температура1нагретого продукта на выходе из печи, замеряемая датчиком 5, что приведет к изменению (уменьшению) еговыходного сигнала и вызовет нарушение равновесия в регуляторе 7 измененный выходной сигнал которого, поступая в регулятор 8, нарушает внем равновесие. Измененный выходнойсигнал регулятора 8 вызывает изменение положения исполнительного механизма 15, приводящее к изменению(увеличению) потока воздуха в печь,которое будет продолжаться до техпор, пока в регуляторе 8 не наступитравновесие за счет изменения (увеличения) потока воздуха, поступающегов печь и замеряемого датчиком 4, Изменение (увеличение) потока воздуха,поступающего в печь, вызовет изменение (повышение) концентрации кислорода в уходящих дымовых газах, замеряемое датчиком 6. Дальнейшие действия устройства аналогичны описаннымпри изменении расхода нагреваемогопродукта.Если имеющегося в наличии газообразного топлива недостаточно для поддержания заданного теплового режимав печк, то при полном открытии испол 3 1294815разного топлива будет полностью открыт, т.е. Р, = щах, то выходной сигнал ограничителя 14 будет равен выходному сигналу Р теР 4 = РЕсли исполнительный механизм 16 будет открыт частично, то выходнойсигнал ограничителя 14 будет равенминимальному допустимому значению,т,е. Р = щ 1 п, исключающему застывание жидкого топлива в трубопрово- Одах и устанавливаемому при настройке ограничителя 14.Б установившемся состоянии регуляторы 7-9 с помощью исполнительныхмеханизмов 15-17 поддерживают на заданном значении температуру нагретого продукта на выходе из печи, расход воздуха и концентрацию кислорода в уходящих дымовых газах.При изменении (например, повыше- Лнии) расхода нагреваемого продуктаизменяется выходной сигнал датчика3 расхода, что приводит к изменениювыходного сигнала множителя 1 О напостоянный коэффициент и вызываетнарушение равновесия в регуляторе 8,что приводит к изменению (увеличе-:нию) выходного сигнала регулятора 8,вызывающего изменение положения исполнительного механизма 15, котороепродолжается до тех пбр, пока в регуляторе 8 не наступит равновесиеза счет изменения (увеличения) потока воздуха, поступающего в печь. Изменение (увеличение) потока воздуха,поступающего в печь, вызовет изменение (повышение) концентрации кислорода в уходящих дымовых газах, замеряемое датчиком 6, и приведет к изменению (повышению) выходного сиг 1нала датчика 6, поступающего в регулятор 9. В регуляторе 9 нарушаетсяравновесие и изменяется его выходнойсигнал, поступающий через множитель11 на постоянный коэффициент к исполнительному механизму 16 и вызывающийизменение положения исполнительногомеханизма 16, которое будет продолжаться до его полного открытия. Второй выходной сигнал регулятора 9,пройдя через сумматор 3 и множитель12 на постоянный коэффициент, поступает на ограничитель 14. До полногооткрытия исполнительного механизма16 ограничитель 4 не пропускает ноступивший сигнал на исполнительныймеханизм 17, Еслипри полном открытии исполнительного механизма 16 по1294815 нительного механизма 16 будет повышаться концентрация кислорода в уходящих дымовых газах, замеряемая датчиком 6, изменяя (увеличивая) его выходной сигнал, поступающий в регу лятор 9. Под действием этого сигнала в регуляторе 9 нарушается равновесие и изменяется (увеличивается) его выходной сигнал, который, пройдя сумматор 13 и множитель 12 на постоянный коэффициент, через ограничитель 14, который пропускает этот сигнал, так как исполнительный механизм 16 полностью открыт, поступает на исполнительный механизм 17, изменяя его положение до тех пор, пока за счет изменения потока жидкого топлива концентрация кислорода в уходящих дымовых газах не достигнет заданного значения и в регуляторе 9 не наступит равновесие.При увеличении ресурсов газообразного топлива при полностью открытом исполнительном механизме 16 увеличивается поступление газообразного топлива, что приводит к снижению концентрации кислорода в уходящих дымовых газах, изменению выходного сигнала датчика 6 и нарушению равновесия в регуляторе 9, который вырабатывает 30 измененный сигнал, поступающий через множитель 11 на исполнительный механизм 16 и ограничитель 14, Под действием измененного сигнала исполнительный механизм 16 изменяет свое положе ние, обеспечивая изменение (уменьшение) потока газообразного топлива в печь. Одновременно ограничитель 14, получив от множителя 11 информацию о том, что исполнительный механизм 40 16 меняет свое положение, закрывает прохожцение выходного сигнала множителя 12 на исполнительный механизм 17 и пропускает сигнал, соответствующий минимальному расходу жидкого 45 топлива. Описанные действия устройства приводят к сокращению потока топлива в печь, и концентрация кислорода в уходящих дымовых газах принимает заданное значение. В регуля торе 9 наступает равновесие. ВНИИПИ Заказ 559/26 Ужгород, ул. Проектная, 4 Произв.-полигр. пр-тие, г Формула изобретения Устройство для автоматическогорегулирования теплового режима технологической печи, преимущественнотрубчатой с подачей воздуха и топлива для сжигания, содержащее датчиктемпературы нагретого продукта навыходе из печи, соединенный с регулятором, два исполнительных механизма, установленных на линиях подачижидкого и газообразного топлива впечь, о т л ич а ю щ е е с я тем,что, с целью сокращения расхода топлива, оно снабжено датчиком расхо -да нагреваемого продукта, датчикомконцентрации кислорода з уходящихдымовых газах, регулятором концентрации кислорода, тремя множителями напостоянный коэффициент, сумматором,ограничителем сигналов, датчиком и регулятором расхода воздуха в печь, исполнительным механизмом, установленным на линии подачи воздуха в печь,при этом датчик расхода нагреваемо- .го продукта через первый множительна постоянный .коэффициент соединенс первым входом регулятора расходавоздуха, второй вход которого соединен с выходом датчика расхода воздуха, третий - с выходом регуляторатемпературы, а выход - с исполнительным механизмом на линии подачи воздуха в печь, выход датчика концентрации кислорода в чходящих дымовыхгазах соединен с входом регулятораконцентрации кислорода, первый выход которого через второй множительна постоянный коэффициент соединенс исполнительным механизмом на линии подачи газообразного топливав печь, второй выход множителя соединен с первым входом с граничителя,соединенного вторым входом черезтретий множитель на постоянный коэффициент и сумматор с вторымвходом регулятора концентрациикислорода, а выходом - с исполнительным механизмом на линии подачи жидкого топлива впечь,Тираж 464 Подписное