Способ регулирования процесса горения и устройство для его реализации

)5 Е 23 М 1/02 АРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕМСТВО СССРАТЕНТ СССР) ТЕНИ Н ческий институт брьской социали.Т.Т гобла-173. гулироанций. ОЦЕСОРЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Киевский политехниим.50-летия Великой Октястической революции(56) Иванов В.А. Регулирование знерков, М,: Машиностроение, 1982, с.17Плетнев Г.П, Автоматическое ревание обьектами тепловых злектростМ,; Энергоиздат, 1981, с.238,(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПСА ГОРЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯАЛИЗАЦИИ(57) Использование: управление тепло- энергетическими установками, в частности регулирования и управления работой горелочных аппаратов котельных агрегатов. Сущность изобретения: на каждой из горелок выделяют определенные наперед заданные потоки топлива и воздуха и формируют из них байпасные потоки топлива и воздуха, Создают между ними тепловой контакт, Измеряют в качестве характерных параметров перепады температур на входе и выходе каждого из байпасных потоков, вычисляют соотношение измеренных разностей температур и используют его в качестве характерной функции. В устройстве регулирования Я процессом горения в качестве датчиковиспользованы Датчики температуры 10, Устройство снабжено двумя байпасными трубопроводами 6 и 8 с Двумя дозирующими вставками 5 и двумя проточными камерами, имеющими между собой Общуто перегородку 20, Перегородка 20 Выполнена из теплопрОВОДМОГО материала, УстройстВО содержит измерители перепадов температур 5 на входе и выходе каждой из проточных камер, выходы от которых подключены к вычислителто 13 отношения измеренных перепадов температур, выход из которого подключен ко входу регулятора 15, 2 с.п.флы,3 ил, Способ и устройство Относится к области управления теплознергетическими установками, О частости к регулированиюпроцесса горения и управлению работой горолочнцх агпаратов котельных агрегатов, 5Целью изобретения является устраненте указанных недостатков и повышениетОчнОсти регулирования Оптимального со"отношения жидкого или газообразного топлива и Воздуха, подаваемых на каждую 10горелку.Указанная цель достигаетсл тем, что накаждой из горелок выделгнот определенНЫ 8 ИстПВРОД ЭВДВННЫЕ ПОТОК ТОПЛИВВ ИВоздуха и формируют из них байпасные 15потоки топлива и Воздуха, создают междуНИМИ ТЕПЛОВО т КонтаКт, ИЭМВРЯтат В Кастестве характерньх параметров перепадытемператур на Входе и выходе каждого изЬаипасных потокОВ (Л 17 и Л тв) Вычисляот 20соотношения измеренных разностей темпаРатУР ЛМЛТв и ИСПОЛЬЗУЮТ 8 ГО В КВЧВСтвехарактерной функции, по результатам срав- .иония которол с заранее задаПОЙ установкОЙ упраВлятот подачей ВозДуха В каждуто из 25горелок,Целью предлагаемого устройства является реализация способа управления пода чей Воздуха на каждуто горелку,Указанная цель достигается тем, что в 30ИЗВВСГнотл УСТРОЙСТВВ Общс)Я ПВРВГОРОДКВМЕЖДУ ПРОТОЧНЫМИ КВГстеРаМИ ВЫПОЛНЕНа Иэтеплопраиодного материала, В качестведатчиков исГтольэованы датчики температуры,установленные нз Вход 8 и Выходе из проточных амер, а Выходы Отдатчиков температуры на Входе и Выходе из проточных камерпопарно подключены к измерителям перепадОВ температур, выходы От которых подклточены к Вычислителю Отношения 40иэмсренных пРр 8 падов температур, Выходкоторого подклточен ко Входу регулятора.Нэ фиГе 3 мзОбражена принципиальнаясхема реализации предлагаемого способа;:ч фиг. 2-схема предлагасмого устройства; 45фиГ. 3 - теплОВОЙ блОк предлЗГаемОГОустройства,На фиг. 1 показано: горелка 1, клапан подачи топлива 2, клапан подачи воздуха 3, топливнаядроссельнаядиафрагма 4 и воздушная дроссельная диафрагма 7, воздушный байпасный трубопровод 8, топливный байпасный трубопровод 6, датчики температуры 10, тепловой блок 11, два измерителя перепадов температур 12, вычислитель соотношения перепадов температур 13, задатчик 1 14, исполнительный механизм 15.На фиг. 2 показаны: горелка 1, регулирующий топливный клапан 2, топливный дроссель 4, топливный байпас 6, дозирующая вставка 5, регулирующий воздушный клапан 3, воздушный дроссель 7, воздушный байпас 8, Тепловой поток 11, измерители температуры 10, потери перепадов температур топлива (Ь гт) и воздуха Ь тв - 12, вычислитель соотношения перепадов температур Л ттЫ тв - 13, эадатчик оптимального соотношения температур Л 1 т/ И тв - 14, исполнительный механизм подачи воздуха 15.На фиг, 3 показано: два подводящих патрубка 17, два отводящих патрубка 18, две проточные камеры 16 и четыре измерителя температуры 10, а также теплопроводная перегородка 20 между проточными камерами 16.Предлагаемый способ в предлагаемом устройстве реализуется следующим образом: топливо через клапан 2 подается на топливную дроссельную диафрагму 4, на которой строго определенная часть топлива формируется в байпасный топливный поток через топливный байпас 6 и затем поступает в горелку 1, Аналогично горячий воздух с температурой Тв через регулирующий воздушный клапан 3 подается на воздушную дроссельнуто диафрагму 7, на которой часть Воздуха формируется в байпасный воздушный поток через воздушный байпас 8 и затем поступает в горелку 1.Тепловой контакт между топливом и воздухом реализуется в тепловом блоке 11, образованным байпасным потоком топлива6 и воздуха 8. В процессе теплового контакта байпасных потоков топлива 6 и воздуха 8 в тепловом блоке 11 происходит изменение температур как топлива, так и воздуха, значение температур топлива и воздуха на входе и выходе из теплового блока 11 измеряются измерителями температур 10. Сигналы от измерителей температур 10 топлива и воздуха подаются на измерители перепадов температур 12, в которых вычисляются перепады температур топлива Ьт и воздуха Ьв. Сигналы от вычислителей перепадов температур поступают на вычислитель 13, в котором вычисляется соотношение перепадов температур Ьйт/Ь 1 и сравнивается с наперед заданной уставкой от задатчика 14. По результатам сравнения в вычислителе 13 формируется управляющий сигнал, который подается на исполнительный механизм 15, управляющий открытием воздушного клапана 3. Реализация заданного способа обеспечивает заданное соотношение массовых расходов топлива и воздуха, подаваемых на каждую из горелок, т.к, количество (поток) топлива, передаваемого в тепловом блоке 11 определяется уравнением, теплового баланса:0 К 1 От(Ср)т Ьтт К 2 Ов(Ср)е Ьв,где 0 - поток тепла через теплообменную поверхность теплообменника 10 (кДж/час);От - массовый расход топлива, подаваемого на данную горелку (кг/час);Кт - доля расхода топлива, проходящего через топливный байпас;Ь 1 т - перепад температур топлива на входе и выходе из теплового блока 11 - (ОС);Ов - массовый расход воздуха, подаваемого на данную горелку (кг/час);Кг - доля расхода воздуха, проходящего через воздушный байпас 9;Ь тв - перепад температур воздуха на входе и выходе иэ теплового блока 11- (РС);(Ср)т - удельная теплоемкость топлива (кДж/кг град);(Ср) - удельная теплоемкость воздуха (кДж/кг град),Иэ уравнения теплового баланса следует, чтоО (Ср К 2 ЬьОв ( Ср )т К 1 Ьтт Ьттгде1 Ср)в К 25 10 20 ной топливный трубопровод и поступает на горелку 1. Одновременно воздух с темпера турой 1 и давлением Рв через воздушный теплообмен, в результате которого температура воздуха снижается до значения 45 1 в, а температура топлива повышается 50 30 35 40 Значение коэффициента в постоянно в достаточно широком диапазоне температур и давлений топлива и воздуха, принимаемых в практике эксплуатации котлов и стабильного вида топлива, определяется теплофизическими характеристиками топлива и воздуха, а также выбором сопротивления дросселей.Предлагаемое устройство действует следующим образом. Поток топлива с температурой 1 и давлением Р через топливный клапан поступает в топливный дроссель 4, на котором создается перепад давлений Ь РКРТ-Рт, Рт - давление топлива после топливного дросселя, За счет перепада давлений топливо по топливному байпасу 6 через доэирующую вставку 5, подводящий патрубок 17, проточную камеру 16 и отводящий патрубок 18 постоянно циркулирует с одной стороны теплопроводной перегородки 20, а затем за топливным дросселем 4 сливается в основклапан 3 поступает на воздушный дроссель 7. На воздушном дросселе 7 создается перепад давлений Л Рв = Рв - Рв где Рв давление воздуха после воздушного дросселя 7. За счет этого перепада давлений воздух по воздушномубайпасу 8 через вторую доэирующую вставку 5, второй подводящий патрубок 17, вторую проточную камеру 16 и второй отводящий патрубок 18 постоянно циркулирует с другой стороны теплопроводной перегородки 20, а затем эа воздушным дросселем 7 направляется в основной воздухопровод и поступает в горелку 1,Таким образом, по разные стороны теплопроводной перегородки 20 постоянно циркулируют байпасные потоки топлива и воздуха. При этом между ними происходит до эначсния 1 в. Значения температуры байпасных потоков топлива и воздуха измеряются датчиками 10, сигналы от которых подаются на вычислители перепадов температур 12, в которых вычисляются соответственно перепады температур в проточных камерах 16 топлива - Лс 1 = ь - тт и воздуха Ьтв тв - т в .Сигналы от обоих вычислителей перепадов температур 12 поступают на входы вычислителя соотношения перепадов температур 13, на третий вход которого поступает сигнал от эадатчика 14. 8 вычислителе 13 вычисляется соотношение перепадоа температуртоплива и воздуха Ь тИ т и вычисленная величина сравнивается с наперед заданной уставксй от задатчика.По результатам сравнения на выходе вычислителя 13 формируется управляющий сигнал, который поступает в исполнительный механизм 15, воздействующий на регулирующий воздушный клапан 3.Таким образом поддерживается соотношение массовых расходов топлива и воздуха, подаваемых на каждую из горелок,Экономический эффект от реализации предлагаемых способа и устройства обусловлен экономией топлива за счет обеспечения оптимального режима горения топлива в факеле каждой из горелок, а также снижением количества вредных выбросов из котлоагрегата.Формула изобретения 1. Способ регулирования процесса горения в топках котлов путем измерения характерных параметров потоков топлива и воздуха, подаваемых в топку котла, вычисления характерной функции, определяющей соотношение расходов топлива и воздуха, сравнения вычисленной величины с наперед заданной уставкой и управления по результатам сравнения подачей воздуха в топку котла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, на каждой иэ горелок выделяют определенные наперед заданные потоки топлива и воздуха и формируют иэ них байпаснце потоки топлива и воздуха, создают между ними тепловой кон- Б такт, измеряют в качестве характерных параметров перепады температур на входе и выходе каждого из байпасных потоков, вычисляют соотношение измеренных разностей температур и используют его в 10 качестве характерной функции. 2, Устройство.для регулирования процесса горения в топках котлов, содержащее датчики параметров, характеризующих про цесс горения, и регулятор с задатчиком,подключенный к исполнительному механизму регулирующего клапана подачи воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик параметров выполнен в виде датчиков тем пературы, а устройство снабжено двумябайпасными трубопроводами с двумя доэирующими вставками и двумя проточными камерами, имеющими между собой общую перегородку, выполненную из теплопро водного материала, и измерителями перепадов температур на входе и выходе каждой из проточных камер, выходы от которых подключены к вычислителю отношения измеренных перепадов температур, 30 подключенному к входу регулятора.1813990 Составитель А. Михайлевскийедактор А. Рожкова Техред М. Моргентал Корректор С, Юс роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1822 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС