Система экстремального регулирования соотношения топливо воздух в теплоэнергетической установке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН 51) 5 Г 23 М 1 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ническии инстиЛившиц темы автомати гия, 1977, с. 156 одурь 7 ОЪ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГННТ СССР(54) СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЯ ТОПЛИВО-ВОЗДУХ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ(57) Целью изобретения является повышение КПД теплоэнергетической установки и экономия топлива путем сокращения времени поиска оптимального соотношения топливо-воздух. Это достигается тем, что с трубопроводами 4 и 5 топлива и воздуха и дымоходом 11 соединена дополнительная малоинерционная топочная камера 2, подобная основной топочной камере 1, и в камере 2 установлена термопара 6, соединенная с управляющей частью 8 экстремального регулятора. За счет малой тепловой инерции камеры 2 поиск оптимального соотношения топливо-воздух ускоряется. 2 ил.5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 Изобретение относится к энергетике, металлургии, а именно к устройствам автоматического поддержания соотношения топливо-воздух на оптимальном уровне и в газовых печах, топках котлоагрегатов и т.п.Целью изобретения является повышениекоэффициента полезного действия теплоэнергетических установок и экономия топлива путем сокращения времени поиска иснижения потерь на поиск оптимальногосоотношения топливо-воздух в топочной камере.На фиг. 1 показана схема расположениятопочных камер; на фиг. 2 - схема управляющей части системы экстремального регулирования.На фиг. 1 приведена эскизная схема расположения основной и дополнительной топочных камер 1 и 2, Дополнительная камера имеет значительно меньшую инерционность (постоянная времени Т=О, мин) посравнению с основной (постоянная времениТ=2,3 мин) за счет меньшей толщины футеровки (например, толщина шамотной футеровки 10 мм по сравнению с толщиной шамотной футеровки основной камеры 350 мм) именьших размеуов (объем дополнительнойкамеры 0,002 м, основной 7,7 м),Дополнительная топочная 2 камера имеетсместитель 3, соединенный с основными трубопроводами 4 и 5 топлива и воздуха, снабжена термопарой 6, соединенной через нормирующий преобразователь 7 с управляющей частью (УЧ) 8 быстродействующегоэкстремального регулятора, выход которойсоединен с исполнительным механизмом 9,воздействующим на поворотную заслонкувоздухопровода 1 О, Обе камеры имеют общий дымоход 11,Устройство управляющей части системы, экстремального регулирования реализованов примере на регулирующем микроконтрол лере (поясняется схемой фиг. 2) и содержит блок 12 формирования сигнала (БФС),включающий преобразователь 13 сигналасоединенный с гальваническим разделителем 14, выход которого через аналого-цифровой преобразователь 15 в зависимости отсостояния сумматора 16 и переключателя17 поступает либо через дифференциатор18, либо непосредственно на выход БФС 12.Выход БФС 12 присоединен к входу экстремального регулятора 19, а вход - к нормирующему преобразователю 7. К входу экстремального регулятора 19 присоединены блоки 20 и 21 слежения, а к запрещающемууменьшение входу блока 20 слежения и кзапрещающему увеличение входу блока 21подключен источник опорного сигнала 1.Выходы блоков 20 и 21 слежения присоединены к прямому и инверсному входамсумматора 22, релейный выход которого соединен с разрешающим запись входом двухканального записывающего устройства 23 и пусковыми входами таймеров 24 и 25. Выходы записывающего устройства 23 в инверсном порядке соединены с входами аналогичного двухканального записывающего устройства 26 и с магнитным пускателем 27 исполнительного механизма 9, а входы записывающего устройства 23 с выходами записывающего устройства 26, разрешающий запись вход которого соединен с выходом таймера 24. Выход таимера 25 присоединен к переключающему режим входу сумматора 22.Система экстремального регулирования работает следующим образом,В смеситель 3 дополнительнои камеры 2 по отводам от основных трубопроводов 4 и 5 поступают газ и воздух в той же пропорции, что и в горелки основной камеры 1, Присоединение обеих камер к общему дымоходу 11 обеспечивает подобие условий сгорания топлива. Отклонение соотношения топливо-воздух а от оптимального значения ал 7 приводит к понижению температуры в дополнительной и основной камерах относительно своего экстремального значения, причем вследствие меньшей постоянной времени температура в дополнительной камере меняется в в в раз быстрее. Сигнал,7Тпропорциональный этой температуре, измеряегся термопарой 6 и через нормирующий преобразователь 7 преобразователь сигнала 13, гальванический разделитель 14 и аналого-цифровой преобразователь 15 поступает на вход дифференциатора 18 с передаточной функцией Ф -- и на вход пеКРТРнреключателя 17, где К, - коэффициент усиления дифференциатора 18; Т,р - его постоянная времени, При значительном удалении положения а от оптимального значения а, скорость изменения температуры 0 а дополнительной топочной камере достаточно велика и приближенно определяется урав- нением 2)7; 2где 1 - время; У(Х) - статическая характеристика дополнительной камеры. Сигнал, пропорциональный производной- , на входе сумматора 16, имеющего ста. тическую гистерезисную характеристику с зоной нечувствительности, сравнивается с заданным от внутреннего задатчика, определяю;цего величину этой зоны и при певышении ее сумматор 16 подает 1 на переключающий вход переключателя 17, который подключает выход дифференциатора ,8Формула изобретения к входам блоков 20 и 21 слежения с передаточной функцией 1 щ -- и отключаетЪР 41от них выход преобразователя 15, (К, ив коэффициент передачи блоков 20 и 21; Т их постоянная времени).Вследствие наличия опорного сигнала на запрещающем увеличение сигнала входе блока 21 до тех пор, пока путем изменения расхода воздуха с помощью исполнительного механизма 9 увеличивается величина- - , т.е. а приближается к а , сигнал на вы. 6 а,ходе блока 20 увеличивается, а на выходе блока 21 остается на неизменном нулевом уровне, однако после прохождения точки сс=а дальнейшее изменение в ту же сторону расхода воздуха приводит к снижению величины в , а значит и сигнала на входее бахГ блоков 20 и 21, что в соответствии с запретами на их входах приводит к заморажива. нию выхода блока 20 и быстрому росту, а затем плавному снижению сигнала на выходе. блока 21. Рассогласование между выходами блоков 20 и 21, вызванное уменьшением производной -; - , приводит к появлению02на выходе сумматора 22 с гистерезисчой характеристикой 1, которая разрешает инверсную перезапись состояния в записывающем устройстве 23. Изменение состояния его выходов с 1 на О н наоборот соответственно приводит к реверсу исполнительного механизма 9 и к противоположному изменению а. Кроме того, этот же сигнал с выхода сумматора 22 включает с регулируемыми задержками Л 1 г 4, Л 1 г 5, где Л 1 г 4)Лг 5, и длительностями импульса тг 4, тг 5 таймеры 24 и 25. Выход таймера 25 путем перевода режима работы сумматора 22 из каскадного режима в режим слежения обнуляет сигналы блоков 20 и 21, потому что в этом режиме их выходы присоединяются к внутреннему задатчику сумматора 22, установленному на О. Последнее приводит к изменению сигнала на выходе сумматора 22 с 1 на О и замораживает сигналы на выходах устройства 23, определяющие направления вращения исполнительного механизма, а значит изменение а, После задержки Мг 4 таймер 24 разрешает запись в запи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 сывающее устройство 26, входы которого инверсно подключены к выходам записывающего устройства 23, при этом состояние входов устройства 23 инверсно изменяется, потому что они соединены с выходами блоков 26, а состояние выходов устройства 23 не изменяется, так как нет разрешения записи на его входе. Это подготавливает схему к переключению направления вращения исполнительного механизма при прохождении точки а в обратном направлении. Приведение схемы в исходное состояние завершается прекращением импульсов на выходах таймеров 25 и 24 и переводом сумматора 22 в прежний каскадный режим.При приближении к максимальной температуре скорость изменения выходного сигнала уменьшается, а после того, как сигнал на входе сумматора 16 становится меньше зоны нечувствительности, переключатель 17 отсоединяет дифференциатор 18 и подключает к входам блоков 20 и 2 выход преобразователя 15, пропорциональный температуре в дополнительной камере 2. Это уменьшает отклонение а от а в установившемся режиме. Работа экстремального регулятора 19 происходит при этом аналогично. Система экстремального регулирования соотношения топливо-воздух в теплоэнергетической установке, имеющей топочную камеру, соединенную с трубопроводами подачи топлива и воздуха, и дымоход, содержащая термопару и блок формирования сигнала, соединенный с экстремальным регулятором, выход которого подключен к исполнительному механизму поворотной заслонки, установленной в трубопроводе подачи воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД теплоэнергетической установки и экономии топлива путем сокрашения времени поиска оптимального ссютношения топливо-воздух, она дополнительно содержит малоинерционную топочную камеру, подобную основной топочной камере и подключенную к трубопроводам подачи топлива и воздуха и дымоходу основной топочной камеры, а термопара установлена в малоинерционной дополнительной топочной камере и соединена с блоком формирования сигнала.Редактор Н. ГорватЗаказ 11ВНИИПИ Государстьенного3035, МПроизводственно-издатель Составитель А. Зосимовехред А. КравчукТираж 45 комитета по изобретениям и от сква, Ж - 35, Рву шская наб кий комбинат Патент, г. Уж Корректор М. ШарошПодписноерытиям при ГКНТ ССд. 4/5ород, ул. Гагарина,