Система автоматического регулирования подачи топлива и воздуха

ОЮЗ СОВЕТСНИК ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19)1/02 51) 4 ГОСУД ПО ДЕ 1 3г г ТЕПЬСТ ВТОРсНОМУ С 1) 3908 2) 05.0 45/24-0 1 Ивано итут(72) И.С,тве (53) 621,18 (56) Авторс 1 Ф 794299, к псваиил г г ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБ(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПО 1 АЧИ ТОПЛИВА И ВОЗДУХА(57) Изобретение позволяет повыситьточность регулирования тепловой нагрузки котла, оснащеннога горелкамидля одновременного сжигаия пылесмесии газа. Система содержит регулятор1 расхода сырага топлива, механизмы2 бесступенчатага регулирования оборотов питателей 3, датчики 4 загрузки мельницы, диАйеренциаторы 5, датчики 6 и регуляторы 7 расхода первичного воздуха, исполнительные механизмы 8 регулирующих органов 9 подачипервичного воздуха, регулятор 10 расхода газа, исполнительный механизм11 регулирующега органа 12 подачи газа, датчики 13 рсхода газа на группы горелок, с).ммирующий блок 14, регулятор 5 тепловой нагрузки котла сдатчикам 16, блок )7 задания, блок 18 переключения, задатчик 19 ручного управления, регулятор 20 и датчик 23 общего воздуха "у.матср 24, ,регулятор 25 экономичности горения, датчики 26, 27 качества горения и нагрузки котла блок 28 переключения, задатчик 29 ручной ;оррекции, регуятары 30 и датчики 33 расхода втаричнага воз;ухаеочки 34 з с 7 миръзощегс блока 35, нормальна разомкнутога контакта 36 прамскуточнога реле, обмотка 37 которого запитана через нормальна разомкнутый контакт 38 концевого выключателя исполнительного ме; анизма 8, интегратора 39, нелинейнога блока 40 и сумматора 41, Система позволяет перераспределить расходы первичнагс и вторичного воздуха, ,чта привалит к восстановлению диапазона регу:,и;рсвания па первичному воздуху, увеличению резервной пго.извсдительности пылесистемь и восстановлению теп, нагрузки котла.95742экономичности горения с датчиками 26и 27 качества горения и нагрузки кот"ла, выходом подключенный посредством 5блока 28 переключения с размножителеми задатчиком 29 ручной коррекции крегулятору 20 общего воздуха и:; регуляторам 1 топлива, регуляторы 30 расхода вторичного воздуха в количестве,- соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 31 соот, ветствующих регулирующих органов 32на линии подачи вторичного воздуха вгруппу горелок, работающих от одной 15 мельницы даи 33 расхода вторичногго воздуха, подаваемого на эту жегруппу горелок, цепочки 34 в количестве, соответствующем числу мельниц,состоящие из последовательно соединенных суммирующего блока 35, нормально разомкнутого контакта 36 промежуточного реле, обмотка 37 которога запитана через нормально разомкну-тый контакт 38 концевого выключателя 25 исполнительного механизма 8, интегратора 39 и нелинейного блока 40, и сумматор 41, при этом к входам суммирующего блока 35 подключены выход регулятора 15 посредством блока 18 и соответствующий датчик 6 расхода первичного воздуха, а к вхозм сумматора41 - датчик 33 расхода вторичноговоздуха и датчик 13 расхода газа кгруппе горелок соответствующей мельницы, выход сумматора 4 подключен к 35 регулятору 30, к другому входу которого подключен выход блока 40 цепочки 34.1135Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам авто"матического регулирования подачи топлива и воздуха в топку пылегазовыхкотлов,Цель изобретения - повышение точности регулирования тепловой нагрузки котла, оснащенного горелками дляодновременного сжигания пылесмеси игаза, подаваемого от общей магистрали.На чертеже изображена структурнаясхема системы автоматического регулирования подачи топлива и воздуха.Система содержит регуляторы 1 расхода сырого топлива в мельницы в количестве, соответствующем числу мельниц с индивидуальными исполнительными механизмами 2 бесступенчатого регулирования оборотами питателей 3расхода сырого топлива в мельницы,с датчиками 4 загрузки мельницы, например активной мощности двигателямельницы, и диААеренциаторами 5 сподключенными к ним датчиками 6 расхода первичного воздуха в мельницы,регуляторы 7 расхода первичного воздуха в мельницу в количестве, соответствующем числу мельниц, с исполнительными механизмами 8 соответствующих регулирующих органов 9 на линиях подачи первичного воздуха в каждую.мельницу, регулятор 10 расхода газас исполнительным механизмом 11 соответствующего регулирующего органа 12на общей линии подачи газа к котлу,с датчиками 13 расхода газа на группы горелок, работающих от отдельныхмельниц, в количестве, соответствующем числу мельниц, и суммирующий блок14, к входам которого подключены датчики 13, а выход - к регулятору 10,регулятор 15 тепловой нагрузки котлас датчиком 16 тепловой нагрузки (например, сигнал "По теплу") и блоком17 задания от системы более высокогоуровня, выходом подключенный черезблок 18 переключения с размножителеми задатчиком 19 ручного управлениярасходом топливовоздушной смеси к регуляторам 7 первичного воздуха и регулятору 10 расхода газа, регулятор20 общего воздуха с исполнительныммеханизмом 21 направляющих аппаратов22 дутьевого вентилятора, датчиком23 расхода общего воздуха и сумматором .24, к входам которого подключеныдатчики 6 первичного воздуха и выходсуммирующего блока 14, регулятор 25 Система работает следующим образом.Регуляторы 1 стабилизируют заданное количество топлива в каждой отдельной мельнице, например, по показателю активной мощности ее двигателя от датчика 4 путем воздействия наподачу сырого топлива посредством механизма 2, При этом регулятор 1 выполнен инвариантным к внешним возмущениям - это обеспечивается сигналом 50датчика 6 и диййеренциатора 5. Регуляторы 7 стабилизируют при этом расходпервичного воздуха в каждую отдельную мельницу но сигналу от датчика 6.Регулятор 10 стабилизирует подачугаза к горелкам котла, расход которого оценивается по сумме расходов газа на группы горелок, работающих ототдельных мельниц, датчиками 13.йРик 2 д з 3Таким образом обеспечивается автоматическая стабилизация расходапервичной топливовоздушной смеси ирасхода газа в топку котла,Регулятор 15 является при этом регулятором следующего уровня, которыйобеспечивает реализацию автоматического группового управления расходамиготового топлива (первичной топливовоздушной смеси и газа) в топку котла, т.е. регулятором тепловыделения.Регулятор 15 получает сигнал от датчика 16 тепловой нагрузки (например,для барабанного котла сигнал "По теплу ) где В - сигнал от датчика расходапара;Р - сигнал от датчика давленияв барабане котла; К , К 2 - коэффициенты пропорциональности,и сигнал задания от блока 17 (например, от регулятора мощности). При изменении задания от блока 17 или датчика 16 регулятор 15 изменяет расход первичной топливовоздушной смеси в топку, воздействуя на регуляторы 7, и расход газа, воздействуя на регулятор 1 О.При этом динамика подачи готового топлива (первичной топливовоздушной смеси и газа) по обоим каналам регулирования в предлагаемой системе практически безынерционна, так как определяется по существу лишь динамическими особенностями газовоздушного тракта котла. Это обеспечивает совместимость каналов регулирования пылеугольной смеси и газа (возможность совместной работы регуляторов 1, 7 и 10), высокое быстродействие в поддержании тепловой нагрузки котла, высокую маневренность последнего, а следовательно, расширяется диапазон регулирования, причем соотношенияф пылеугольной смеси и газа могут быть любыми, повышается качество регулирования тепловой нагрузки котла и точность ее стабилизации.При этом блок 18 переключения с раэмножителем обеспечивают технологичность наладки и освоения системы регулирования в эксплуатации, так как комплексом регуляторов 1, 7 и 10 можно управлять от эадатчика 19 ручоного управления (индивидуальные за 595744датчики регуляторов, являющиеся ихсоставной частью, на схеме не показаны).Регулятор 20 стабилизирует рас 5ход общего воздуха по сигналу от датчика 23, воздействуя на исполнительные механизмы 21 направляющих аппаратов 22 дутьевых вентиляторов, Регулятор 20 выполнен по классическойсхеме топливо-воздух, при этом сигнал по расходу топлива формируется спомощью сумматора 24, получающегосигналы по суммарному расходу газа отдатчиков 13 и блока 14 и расходутопливовоэдушной смеси (пылесмеси)от датчиков 6 при работающих регуляторах 1 (в данной схеме расход топливовоэдушной смеси прямо пропорционален расходу первичного воздуха вмельницы). Возможность суммированияв сумматоре 24 разнородных сигналовопределяется близостью динамики обоихканалов подачи горючего в топку -газа и первичной пылесмеси. При этомстепень влияния каналов определяето ося соотношением ч /7 количества тео,. ретически необходимого воздуха дляосжигания 1 кг газа 7, и 1 кг твердого 30топлива 1, т.е.,например, одинаковыесигналы от блока 14 и датчиков 6 будут приводить к соответствующему(различному) изменении расхода общеговоздуха, требуемого для сгорания того или другого топлива,Регулятор 25 обеспечивает статическую коррекцию соотношения топливо-воздух в первичной топливовоэдушной смеси и расхода общего воздуха40путем корректирующего воздействия посредством блока 28 на регуляторыи 20, При этом регуляторы 1 корректируют количество топлива в мельницах(их загрузку и, соответственно, концентрацию топлива в потоке аэросме 45 си), а регулятор 20 - расход общеговоздуха, Информацию о необходимостикоррекции регулятор 25 получает посоотношению сигналов от датчиков 26и 27, т,е. предусмотрена статическая5 О неравномерность поддержания избыткавоздуха при изменении нагрузки котла.Блок 28 и задатчик 29 обеспечивают технологичность наладки и освоения в эксплуатации.55 Регуляторы 30 обеспечивают поддержание. расхода вторичного воздуха нагруппу горелок, работающих от одноймельницы, путем воздействия исполнительным механизмом 31 на регулирую9574 6топку котла с пылесистемой прямоговдувания, содержащая регуляторы расхо-.да сырого угля в мельницы, выходамиподключенные к исполнительным механизмам питателей сырого угля, а входами - к датчикам загрузки каждоймельницы и через диЫеренциаторы -к датчикам расхода первичного воздухав мельницы, регуляторы расхода первичного воздуха в мельницы, выходамиподключенные к исполнительным механизмам регулирующих органов на линияхподачи первичного воздуха в каждую 15мельницу а входами - к датчикам расУхода первичного воздуха в каждую мельницу, регулятор тепловой нагрузкикотла с датчиком тепловой нагрузки иблоком задания от системы более высокого уровня, выходом подключенный к 20каждому регулятору первичного воздуха, регулятор общего воздуха, выходом подключенный к исполнительныммеханизмам направляющих аппаратовдутьевого вентилятора, а входом - кдатчику расхода общего воздуха и выходу первого сумматора, к входу которого подключены все датчики расхода первичного воздуха в мельницы,регулятор экономичности горения сдатчиком качества горения, регуляторы вторичного воздуха, выходами подключенные к исполнительным механиз 5 135щие органы 32. Регулятор 30 работаетпо соотношению сигналов от датчиковЗД расхода вторичного воздуха и датчиков 13 расхода газа и датчиков 6расхода первичного воздуха. Таким образом, регулятор 30 обеспечивает перераспределение суммарного расходавторичного воздуха по группам горелокработающих от одной мельницы, в соответствии с расходом горючего. Приэтом уровень влияния датчиков на сумматоре 41 аналогичен указанному д .ясуммирующего блока 24 регулятора 20.При ограничениях по расходу первичного воздуха на ту или иную мельницу (виход регулирующего органа 9на ограничение) замыкается концевойвыключатель 38, что приводит к срабатыванию промежуточного реле 37 изамыканию его нормально разомкнутогоконтакта 36, Б результате сигнал небаланса по расходу топливовоздушнойсмеси, сйормированный сумматором 35,подается посредством замкнутого контакта 36 на интегратор 39, затем спомощью блока 40 инвертируется и ограничивается (при превышении допустимого значения) и подается на регулятор 30,Регулятор 30.прижимает регулирующие органы 32 и обеспечивает подачувторичного воздуха к данной группегорелок, увеличивая долю первичноговоздуха в мельницу, регулирующий орган 9 которой оказался полностью открытым.Перераспределение расходов первичного и вторичного воздуха ведет квосстановлению диапазона регулирования по первичному воздуху, увеличениюрезервной производительности пылесистемы и восстановлению тепловой нагрузки котла. При этом сигнал небаланса от сумматора 35 уменьшается донуля, и при восстановлении диапазонарегулирования и размыкании концевоговыключателя 38 реле 37 обесточиваетсяи отключает своим контактом 36 интегратор 39 от сумматора 35, Накопленный сигнал небаланса запоминается наинтеграторе 39 и обеспечивает необходимое для данной мельници перераспре -деление первичного и вторичного воздуха. Формула изобретения 1. Система автоматического регулирования подачи топлива и воздуха в мам регулирующих органов нй линияхподачи вторичного воздуха в группы 35 горелок, отличающаясятем, что, с целью повышения точности регулирования тепловой нагрузкикотла, оснащенного горелками для одновременного сжигания пылесмеси игаза, подаваемого от общей магистрали, она дополнительно снабжена регулирующим органом, установленным наобщей магистрали, регулятором расхода газа, выходом подключенным к ис полнительному механизму регулирующего органа на общей магистрали, блокомпереключения, вторим сумматором идатчиками расхода газа на группы горелок, работающих от одной мельницы, 50 выходами подключенными к входам второго сумматора, выход которого соединен с первьи входом регулятора расхода газа, второй вход которого подключен через блок переключения к вы ходу регулятора тегловой нагрузкикотла.2. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а. я с я тем, что она снабженас"ммирующими блоками в количестве,74 Составитель М.ЛазутовРедактор А.Огар Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи Заказ 6138/39 Тираж 495 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и, открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 13595 соответствующем числу мельниц, к входам которых подключены датчики расхода первичного воздуха в каждую мель" ницу, вторичного воздуха и газа к5 группе горелок, работающих от этой мельницы, а выходы суммирующих блоков подключены к соответствующим регуляторам вторичного возду ха. 1 О 3, Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что выход второго сумматора дополнительно подключен к отдельному входу первого сумма б тора,4, Система по пп. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена датчиком заданной нагрузки котла, подключенным к входу регулятора экономичности горения, выход которого дополнительно подключен к входам ре гуляторов подачи сырого угля и общего воздуха,5, Система по пп. 1-4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена па числу мельниццепочками, каждая из которых имеетпоследовательно соединенные сумматор,промежуточное реле с нормально разомкнутым контактом, интегратор и нелинейный блок, причем исполнительныймеханизм регулирующего органа расхода первичного воздуха имеет концевойвыключатель с нормально разомкнутымиконтАктами, через которые обмоткапромежуточного реле подключена кэлектропитанию, к входу сумматора цепочки подключены выход регуляторатепловой нагрузки и датчик расходапервичного воздуха в соответствующую мельницу, а выход нелинейного блока подключен к входу регулятора вторичного воздуха.