Способ управления подачей воздуха в топку котла

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1(50 4 БРЕТЕНИ СА ВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСК(22) 22. ельно заления управсигналов по т датчико схода воздуава дымовых ния корре и на соот мени. Коыток аэо с помощью ельные ограточного азота ую память мавыше или ни- приостанавлирующего сигнаПри избыткеьного знаимо дне Ы ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 57922/24-0602.85(71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) Ж,Л. Гохберг, С.В. Тигеев, В.В. Крайнов, В.Н. Шляпин и В.ф. Жилицкий(56) Аиг.ошаггс Сопгго 1 црв пеагег сошЬивг 1 оп егг 1 сгепсу. - Ргосевв Епя., 1982, 10, Р 3, 7, 30, 41.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХА В ТОПКУ КОТЛА(57) Изобретение относится к области теплоэнергетики и позволяет повысить надежность и точностьоптимизации подачи воздуха при статических и переменных режимах работы котла. Управле ние подачей воздуха в топку котла производится с помощью микропроцессорной электронно-вычислительной машины. В последнюю пред писывают программу выч ляющих и корректирующи информации, поступающе 2 расхода топлива, 3 р ха, 4 нагрузки и 6 сос газов, и программу выч ляционной функции нагр ветствующем интервале личество водорода и из уходящих газах измеряю одного датчика, Двухпре ничения по сигналу изб записывают в оперативн шины, При избытке азот же предельных значений вают изменение корректла в сторону уменьшениазота ниже второго пред чения осуществляют диагностику анализатора и объекта управления. 2 э.п.ф-лы, 1(РМ ), (рИ). - предельные ограничения 1, 11 по количеству избыточного азота соответственно.При выполнении условия И с в , , где. Ъ45 й) - частота самой высокочастотнойсоставляющей изменения расходов топлива и воздуха, система управленияподачей воздуха с применением микроЭВМ может рассматриваться как непре 50 рывная, тем более, что для современных микропроцессоров Т с 0,02 с.В то же время корректирующий сигналУПТ 3, учитывая динамическое свойство цепи измерения состава газов, дол 55 жен рассматриваться как дискретноизменяемое задание регулятору подачи воздуха, которое на интервале времени определения управляющего воздействия остается постоянным, однаИзобретение относится к теплоэнергетике, в частности к оптимальному управлению процессом сжигания топлива с минимальными избытками воздуха. 5Цель изобретения - повышение надежности и точности оптимизации подачи воздуха при статических и переменных режимах рабаты котла.На чертеже представлена функцио нальная схема системы автоматической оптимизации сжигания топлива, реализующей предлагаемый способ.Система состоит из микропроцессорной электронно-вычислительной машины (ЭВМ) 1, к которой подключены датчики 2-5 соответственно расхода топлива, расхода воздуха, нагрузки и времени суток и датчик 6 со,става дымовых газов, выдающий сигналы недожога - количества Ни избыточного азота (рИ), модуль 7 связи и привод 8 направляю-щего аппарата 9 дутьевого вентилятора,Способ осуществляется следующим образом.В микропроцессорной ЭВМ 1 предварительно записывают программу вычисления управляющих и корректирующих ьУЕХТ 3 = 0(с) = К (р)( ХТ 1 + вв ) (В в )ЦК Т где У - код заданного содержаниян,водорода в пробе для беспоисковой оптимизации задание устанавливают в пределах 0,003-0,005% НБ (и) - код содержания водородаНдв текущей пробе;К - коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя и интегратора, предназначенных для вычисления и вывода корректирующего сигнала;у - зона нечувствительности системы по информационному сигналу недожога (водорода); сигналов по информации, поступающей от датчиков 2-4 и 6, и программы вычисления корреляционной функции нагрузки на соответствующем интервале времени, задаваемом датчиком 5 времени суток,и вычисления периодичности следования анализов дымовых газов Т = 1 Т,% Алгоритм определения управляющегосигнала У,(С):У(С)=К,(В-Ч+КК 1 Т+Е (В-Ч- )(ТК Т где В - сигнал датчика расхода топлива;Ч - сигнал датчика расхода воздуха;К,Т - коэффициент усиления и времяинтегрирования в ПИ алгоритме;У (1 Т 3 - величина корректирующего сигнала, вычисленного на и-ишаге,"Т - время цикла вычисления управляющего сигнала в микро-ЭВМ.Алгоритм вычисления корректирующего сигнала;ко может изменяться от анализа к анализу дымовых газов, при этом 1 - 2000-3000.Анализы газон при включении оптимизирующей системы первоначально5 производятся с периодом времени1 Т, величина которого определяется длительностью идентификации Н и рИ в текущей пробе газов на хроматографе, а также динамикой объекта управления 10 и хранится в памяти микро-ЭВМ. С этой периодичностью система определяет по результатам каждого анализа величину корректирующего сигнала по приведенному алгоритму и устанавлива ет оптимальное соотношение топливо- воздух на соответствующей нагрузке путем воздействия управляющего сигнала через модуль 7 на привод 8 направляющих аппаратов 9. 20Двухпредельные ограничения по сигналу избыточного азота (рИ ) и (рИ ) записывают в оперативную память микро-ЭВМ, исходя из максимального значения сигнала рГ 1 при оптимальном со21 отношении топливо-воздух. При этом учитывают, что сигнал рГ 1 слабо чув, ствителен к случайным флуктуациям фа, кела при режимах сжигания с минимальными избытками воздуха, уменьшение 30 сигнала рИ при одновременном присутЯствии недожога оповещает о локальных нарушениях в организации горения (распределение воздуха между горелками, разрушение горелки и т.д.). При ра боте в зоне, близкой к оптимальным с, это становится очевилным при изменении избытков воздуза на 10-157.,что определяет (рИ ) = 0,85(РГ 1) сЕсли система работает согласно приведенному алгоритму, она, изменяя величину корректирующего сигнала, устраняет недожог, что, однако, приводит к дальнейшему уменьшению сигнала рМ . При исчезновении недожога воз действие в сторону уменьгения подачи воздуха прекращается. В случае локальных нарушений на любой из горелок оптимизация режима в целом по обеим составляющим целевой функции 50 недостижима, поиск оптимума системой прекращается, корректирующий сигнал оставляют без изменений, причем во избежание случайных оценок при флуктуациях факела в топке задается ин тервал (рХ) - (рИ д) 6 0,05(рИ ), ,Дальнейшее уменьшение сигнала(РГ 1)(рГ 1) может быть вызвано как значительным разрушением горелки или уплотнения топки котла, так и нарушениями работы анализатора, однако вследствие того, что при (рИ )-(рГ 1 ) (рГ 1 ) система осуществляет оповещение эксплуатационного персонала и он готов принять соответствующие меры, первое менее вероятно, чем второе, анализатор переводят в режим внутренней диагностики, в процессе которой микро-ЭВМ опрашивает основные параметры анализатора и при норме таковых выдает информацию о разгерметизации газовой схемы, корректирующий сигнал не вычисляется, а управления подачей воздуха осуществляется по соотношению топливо-воздух с запасом по воздухуВ первые сутки после включения анализатор работает с постоянным и минимальным временем следования анализов Т = 1 Т при этом в соответ Эствуюшеи области памяти микро-ЭВГ 1 происходит формирование массива данных изменения нагрузки, определение 1 согласно сигналам датчика времени суток квазистационарных участков суточного графика нагрузки, определение для этих участков интервалов времени следования анализов и вычисления корректирующих сигналов. Вычисленные интервалы времени заносятся в ОЗУ мик ро-ЭВМ, и их используют для измене-. ния времени следования анализов и корректирующих сигналов на каждом квазистационарном участке суточного графика во все последующие сутки работы оптимизации, при этом ежесуточ- но производится автоматическая коррекция периодичности оптимизации на последующие сутки по результатам вычисления Т за сутки предыдущие. Такой алгоритм работы системы оптимизации с переменным интервалом времени позволяет резко сократить число анализов и коррекций, свести к минимуму колебательные режимы в системе оптимизации, увеличить точность и надежность оптимизации благодаря щадящему режиму работы анализатора,Так, если в первые сутки анализы и вычисления корректирующих воздействий производят через каждые 90 с, то в последующее время средние значения интервалов возрастают до 600- 700 с, а в ночное время при статическом характере нагрузки до 3600 с, это значение интервала времени уста1312326 Формула изобретения Составитель М. ЛазутовТехред Л.Олийнык Корректор Г. Решетник Редактор И, Николайчук Заказ 1954/35 Тираж 495 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое прецприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 новлено как максимальное для проведения анализов и диагностики системы оптимизации при неизменном значении нагрузки. Такие режимы работы характерны для крупных энергоблоков, где внедрение данного способа оптимизации может дать значительную экономию топлива и сократить выбросы в окружающую среду.При случайном отклонении расхода топлива В от текущего значения на величину, превышающую 0,1 от В , происходит инициализация программы выполнения анализов и вычисления корректирующих воздействий через минимальные интервалы времени 1 Т, которые после достижения оптимального режима опять заменяются на времена, соответствующие данному участку суточ ного графика нагрузки, Это позволяет избежать режимов с недожогом и большими избытками воздуха при переменных нагрузках на объекте управления. 1. Способ управления подачей воздуха в топку котла путем измерения расходов топлива, воздуха, нагрузки и формирования по последним управляющих сигналов на направляющие аппараты дутьевых вентиляторов и корректирующего сигнала по параметрам, характеризующим оптимальность соотношения топливо-воздух, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и точности оптимизации подачи воздуха при статическом и переменном режимах работы котла, дискретно измеряют с помощью одного датчика (хроматографического анализатора) количество водорода и избыток азота в уходящих газах, устанавливают для избытка азота два предельных значения, сравнивают с ними измеренное значение избытка азота и при значении последнего выше первого предельногозначения и при отсутствии или количестве водорода меньше заданного используют его в качестве параметра,характеризующего оптимальность соотношения топливо-воздух, и формируюткорректирующий сигнал на уменьшениеподачи воздуха через интервалы вре О мени, величины которых изменяют посигналу от датчика времени суток иопределяют в зависимости от частотной характеристики соответствующегоучастка суточного графика нагрузки, 15 вычисленной по ее корреляционной функции, при значении избытка азота меньше первого и выше второго предельныхзначений приостанавливают изменениекорректирующего сигнала в сторону 20 уменьшения, а при избытке азота нижевторого предельного значения осуществляют диагностику анализатора и объекта управления.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при случайномбыстром изменении расхода топлива навеличину, большую 102 от расходатоплива при максимальной нагрузке,измеряют количество водорода и избы- ЗО ток азота и формируют корректирующие сигналы через минимальные интервалы времени необходимые для идентификации измеряемых параметров, а вмомент достижения оптимального соот ношения восстанавливают интервал времени, определенный в зависимостиот частотной характеристики нагрузки.3. Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что при переменном 40 1 режиме и увеличении расхода топлива,в интервалах времени между измерениями количества водорода и избытка азота, формируют корректирующий сигнална увеличение подачи воздуха до эадан ного избытка.