Способ автоматического регулирования подачи воздуха в топку котла

.801332104 ц 4 Г 23 И 1/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енко,(71) Белорусский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР Р 840587, кл, Г 23 И 3/00, 1981, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ТОПКУ КОТЛА (57) Изобретение относится к автоматизации процесса горения в топке котлоагрегата и позволяет повысить .точность регулирования. Расходы топлива, воздуха и избытка воздуха определяются датчиками 7, 10, 11 и 8, 9. Регулирование подачи воздуха осуществляется регулятором 3 общего воздуха. Измерение сигналов по расходамтоплива, воздуха и остаточного кислорода производится на двух топочныхрежимах котла. С учетом полученныхсигналов по определенному алгоритмуопределяют параметры, косвенно харак-.теризующие теоретически необходимоеколичество воздуха для сжигания топлива, Учитываются изменения состава топлива и присосов воздуха в топку.Оптимальное значение кислорода в ухо,дящих газах поддерживается в соответствии .с. заданием автоматического за-датчика 1 оптимального кислорода, динамически преобразованным с помощьюкорректирующего регулятора 3 общеговоздуха, воздействующего на направ-ляющий аппарат 4 дутьевого вентилятора1 ил.32104Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки равен отношению всеговоздуха, поступившего в топку, к теоретически необходимому для сжиганияподанного в топку топлива С+ Ср 13Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к автоматизации процесса горения в топке котлоагрегата,Цель изобретения - повышение точности регулирования.На чертеже представлена схема системы, реализующей предпагаемый способ.Система содержит последовательносоединенные автоматический задатчик1 оптимального кислороца, корректирующий регулятор 2 кислорода, регулятор 3 общего воздуха, направляю.щий аппарат 4, дутьевой вентилятор5 и объект-котел б, содержащий датчики 7 расхода топлива, 8 и 9 содержания остаточного кислорода в уходящих газах по сторонам топки и 10 и1 расхода воздуха по сторонам топки. Выход датчика 7 расхода топливаподключен к входу автоматическогозадатчика 1. Блок 12 выделения мини,мального значения соединен с датчиками 8 и 9 содержания остаточногокислорода в уходящих газах по сторонам топки и с вторым входом корректирующего регулятора 2. Первый сумматор 13 подключен к выходам датчиков10 и 1 расхода воздуха по сторонамтопки,Кроме того, система содержит второй сумматор 14, последовательно соединенные третий сумматор 15, первыйблок 16 деления и второй блок 17 деления, подключенный выходом к второму входу регулятора 3 общего воздуха,логический блок 18 и блок 19 коррекции коэффициента избытка воздуха.Выход первого сумматора 13 подключен к первым входам третьего сумматора 15, логического блока 18 и блока 19 коррекции коэффициента избыткавоздуха. Выход датчика 7 расхода топлива соединен с вторыми выхоцамивторого блока 17 деления, логического блока 18 и блока 19 коррекциикоэффициента избытка воздуха, третийвход которого подключен к выходу вто,рого сумматора 14, четвертый вход -к выходу логического блока 18, первый выход - к второму входу третьегосумматора 15, второй выход - к второму входу первого блока 16 деления,третий выход - к третьему входу логического блока 18.Система, реализующая предлагаемыйспособ автоматического регулирования,работает следующим образом. 1 О где С - расход организованно поданного воздуха в топку черезгорелки,С- расход воздуха, неорганизованно, поступившего в топку в15 виде присосов (учитываетсятолько для Котлов с уравновешенной тягой);В - расход топливаподанного втопку",20 Ч - теоретически необходимоеколичество воздуха для сжигания единицы топлива, зависящее от элементарного состава топлива.25 Присосы воздуха в топку и элементарный состав топлива в течение довольно длительного промежутка времени можно считать практически постоянными, поэтому представим 7, и С.ЗОе в виде постоянных коэффипиентов соответственно А и С, Тогда формулу(2)Коэффициент избытка воздуха может,35быть определен по результатам газового анализа дымовых газов на содержание свободного кислорода 0 по кислородной формуле для условия полногосгорания топлива (нормальный эксплуатационный режим)21-0(3)Приравняв правые части уравнений(4)21-0 А ВУравнение (4) является уравнениемс двумя неизвестными величинами А и СТогда на основании (4) для двух топочных режимов можно составить сйстему двух уравнений е двумя неизвестными, решив которую относительно А иС, получим55(6) где С В , О- расходы воздуха,топлива и содержание кислорода в дымовых газах припервом и второмтопочных режимахсоответственно,Необходимым и достаточным условием нетождественности системы составленных уравнений является неравенство нулю знаменателя формулы (5),т,е. 21 - 01 21 - От и) (и в В(9) 2 1 Для повышения точности расчетов по формулам (5) и (6) необходимо, чтобы разность расходов воздуха при двух выбранных топочных режимах была не ниже первой заданной величины Снн,т,е, чтобы выполнялось ус- ловие 1 С 1 С, ФСмин 3(10) Для исключения ошибки за счет динамического изменения параметров вовремя переходного процесса необходимо А и С определять при установившемся топочном режиме работы котлоагрегата, Критерием стационарности топочного режима может быть условие,когда скорость изменения расхода топлива окажется меньше второй заданнойвеличины ГЧминЗ т.е,Учитывая, что для расчета коэффициентов А и С по формулам (5) и (6) необходимо выполнение условий (10) и (11), процесс уточнения этих коэффициентов. может происходить как автоматически при эксплуатационном изменении режима работы котлоагрегата,Заменим правые и левше части неравенства (7) равными им выражениями, полученными из уравнения (4) для двух ,топочных режимов, получим102025 так и по желанию оператора, путем увеличения расхода воздуха на величину ЛСВеличины ГЛСи Ч выбираются индивидуально для каждого конкретного котлоагрегата, исходя из требований точности и оперативности корректировки коэффициентов А и С, Чем меньше величинадС,, тем чащеминсоздаются условия для корректировки коэффициентов А и С, но при этом погрешность расчетов выше, Для практической реализации предлагаемого способа в качестве оптимальной можно пРинять величинуАС н 1, равнуюминодной третьей эксплуатационного диапазона изменения расхода воздуха, . Это обеспечивает уточнение коэффициентов А и С при изменении нагрузки котлоагрегата с максимума до минимума четыре раза, а в течение суток по крайней мере один раэ, Величина Чм 1 выбирается из условия стабилизации основных топочных параметров. Оптимальное значение кислорода вуходящих газах поддерживается в соответствии с заданием автоматического задатчика 1 оптимального кисло- ЗО рода, динамически преобразованным спомощью корректирующего регулятора2 кислорода, и отработанным регулятором 3 общего воздуха путем воздействия на направляющий аппарат 4 дуЗ 5 тьевого вентилятора 5 с целью соответствующего изменения расхода воздуха в объекте-котле 6, Автоматический задатчик 1 оптимального кислорода изменяет задание по содержа нию кислорода в дымовых газах в зависимости от расхода топлива в соответствии с оптимальной режимнойкартой котла. Корректирующий регулятор2 кислорода формирует задание регуля тору 3 общего воздуха так, чтобы привести содержание кислорода в дымовыхгазах по сторонам топки в соответст- вие с заданием автоматического задатчика 1. Регулятор 3 общего возду ха, воздействуя на направляющий аппарат дутьевого вентилятора, подцерживает коэффициент избытка воздуха в,дымовых газах в соответствии с заданием полученным от корректирующего 55 регулятора 2, Коэффициент избыткавоздуха рассчитывается по сигналамрасхода топлива (выход датчика 7) ивоздуха (выход первого сумматора 13)с учетом качества сжигаемого топлиФормула изобретения Составитель А,Булкин Редактор И,Горная Техред Л,Сердюкова Корректор А.ТяскоЗаказ 8789/34 Тираж 494 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открь 1 тий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, рл, Проектная, 4 В 133 ва и присосов воздуха в топку, оцениваемым с помощью коэффициентов Аи С.Коэффициенты А и С периодически уточняются блоком 19 коррекции коэффициента избытка воздуха по формулам (5) и (б). При этом значения содержания кислорода, расходов топлива и воздуха первого топочного режима хранятся непосредственно в блоке 19, а аналогичные значения второго топочного режима поступают от второго сумматора 14, датчика 7 и первого сумматора 13,Коррекция коэффициентов А и С производится при поступлении сиг" нала "Разрешение", который при выполнении условий (10) и (11) подается с выхода, логического блока 18. Время действия сигнала "Разрешение" прекращается после запоминания параметров второго топочного режима в блоке 19 коррекции коэффициента избытка воздуха, так как при этом нарушается условие (11). Очередное уточнение коэффициентов А и С происходит при изменении топочного режима котла оператором в соответствии с условиями ( 10) и ( 11) .Таким образом в системе формируется передающий сигнал коэффициента избытка воздуха, учитывающий все изменения расхода топлива и воздуха, а также изменения состава топлива и присосов воздуха в топку. Следовательно, быстродействующий регулятор 3 общего воздуха поддерживает оптимальный расход воздуха в топке котла со значительно более вы 21046сокой динамической точностью. Это й свою очередь приводит к тому, что корректирующий регулятор 2 практически не участвует в устранении возмущений по содержанию избыточного кислорода в дымовых газах, вызванных колебаниями расходов воздуха и топ" лива. В функции корректирующего ре гулятора 2 входит формирование задания регулятору 3 общего воздуха, а также устранение возмущений по содержанию кислорода в дымовых газах, вызванных резким нарушением плотнос ти топочной камеры и качества сжигаемого топлива 20 Способ автоматического регулиро-вания подачи воздуха в топку котлапутем измерения сигналов по расходамтоплива, воздуха и избытка воздуха,определяемого по содержанию кислоро да в уходящих газах, и воздействияна направляющий аппарат дутьевоговентилятора, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышенияточности, измерение сигналов по рас ходам топлива, воздуха и содержаниюкислорода производят на двух топочных режимах работы котла и с учетомполученных сигналов определяют параметры, косвенно характеризующие теоЗ 5 ретически необходимое количество воздуха для сжигания топлива и количество поступившего в топку в виде присосов неорганизованно поданного воздуха, и по последним корректируют 40 сигнал по избытку воздуха.