Способ автоматического регулирования режима работы электродного котла и устройство для его осуществления

сОюз сОВетскихсоцидлистичеснРЕСПУБЛИК 19) И 1) 2 1) 5/2 51) 4 НИЯ П дствен электКрашениетбаев ЕГУЛИРООГО КОТ- СТВЛЕНИЯ ыси тем болирова- данноти 1 восом ее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изов етениям и ОткРытиям РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Казахское научно-произное объединение механизациирификации сельского хозяйст(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ(57) Изобретение позволяет пзкономичнос ть работы ко тла плее точного и плавного ее рения. Контроль и поддержаниего значения электропроводимоды в котле осуществляется сб независимо от общей мощности котла.Измерительные электроды (ИЭ) 3 и 4расположены параллельно поверхностиводы в котле на уровне трубы 12 сброса отработанной воды с установленнымв ней электромагнитным клапаном 15сброса, При работе котла в результате испарения воды увеличивается концентрация солей в воде и снижаетсяее . , При этом значение тока из ИЭувеличивается пропорционально снижению ) воды, если глубина погруженияих осей ниже минимально допустимого уровня воды в котле на величинуЬ: 0,51, где 1 - расстояние междосями ИЭ. Таким образом, подборомоптимальных значений величины токавозврата реле 23, скоростей сбросаподачи воды можно обеспечить наиболее экономичный режим сброса при любой величине рабочей мощности котл2 с. и 1 з,п,ф-лы, 10 ил.Изобретение относится к энергетике, в частности к управлению процессами получения пара в электродныхкотлах,Целью изобретения является повыше ние экономичности работы котла.На фиг.1 изображена система дляосуществления способа автоматическогорегулирования мощности электродногокотла; на фиг.2 - электрическая схема управления; на фиг.3 - продолжение схемы управления; на фиг.4 " пример выполнения измерительных злект"родов в котле с пластинчатыми элект"родами; на фиг.5 - сечение А-А нафиг.4; на фиг.б - то же, в котле сцилиндрическими электродами; на фиг.7сечение В-В на фиг.б; на фиг.8 - поперечный разрез проводящего объема 20стержневых электродов различного диаметра; на фиг,9 - то же, для стержней одинакого диаметра; на фиг.10 то же, в процессе кипения на стержневых электродах,25Устройство содержит (фиг,1-7)электродный котел 1 с рабочими электродами 2, установленными вертикально,и измерительными электродами 3 и 4,установленными горизонтально на глубину от минимально допустимого уровня 5 воды в котле, значение которойрассчитывается по формулегде Ь - расстояние от плоскостиосей З 5стержневых электродов доминимально допустимого уровня воды в котле;1 - расстояние между осями стержней, при этом максимальная 40объемная мощность этих электродов не зависит от высотыи отвечает соотношению:б ь 0,3 г Ч,гдеб " объемйая мощность электро" ;45ф /дов, не зависящая от высоты,при температуре кипения иминимально допустимом удельном электросопротивленииводы 50к - удельная теплота преобразо"вания;Ч - средняя скорость подъема пузырей пара,Зона расположения электродов 3 55и 4 отделена от электродов 2 изолирующим экраном 6, Измерительныйэлектрод 3 электрически связан сэлектродом 2 металлическими шпильками 7 . Ос таль ные элек троды подключены к сети питания электрическимипроводами 8-10,К котлу 1 подключены подводящая труба 11 для подачи в него свежей воды труба 12 для сброса отработанной воды, установленная на уровнеизмерительных. стержневых электродов 3 и 4, патрубок 13 отвода пара.В подводящей трубе 11 расположен электромагнитный клапан 14, а в трубе 12 - электромагнитный клапан 15. В электрическом проводе 10 установлен датчик 16 тока, которым в данномслучае служит трансформатор тока, Выводы датчика 16 соединены проводами 17 и 18 с реле 19 тока, имеющимконтакт 20 в цепи питания электромагнитного клапана 14, В проводе 18установлен резистор 21, позволяющийустанавливать необходимую мощностькотла, контролируемую по прибору 22,В проводе 8 установлено реле 23 тока, имеющее контакт 24 в цепи питания электромагнитного клапана 15,Дополнительно устройство содер" жит (фиг.2"4) автоматический выключатель 25, магнитный пускатель 26, предохранители 27 цепи управления, промежуточные реле 28 контроля обрыва фаз, злектроконтактный манометр 29, включающий через промежуточное реле 30 электромагнитный клапан 15 сброса воды и отключающий котел через пускатель 26 в случае превышения установленного давления в котле, лампу 31 сигнальную в цепи управления, включенную через сопротивление 32, кнопку "Пуск" 33, кнопку ."Стоп" 34, тумблер 35 переключения режима работы. "Ручной" - разомкнут; "Автоматический" " замкнут.Способ осуществляется-следующим образом.Котел 1 запускается в работу включением выключателя 25 и кнопки 33- в ручном режиме управления по давлению, или тумблера 35 в .в автоматическом режиме управления по давлению, при этом наличие напряжения в фазах контролируется реле 28, и, если подводящая сеть исправлена, то напряжение через магнитный пускатель 26 подается на электроды 2 и измерительные электроды 3 и 4, Одновременно напряжение подается в цепь управления, о чем свидетельствует лампа 31, и че- рез нормально закрытый контакт 20 ре 141026ле 19 тока на катушку электромагнитного клапана 14, который открываетсяи подает воду в котельную через трубу 11. Уровень воды в котле поднимается и ток растет до величины, значение которой контролируется через датчик 16 тока, реле 19. Когда ток,протекающий по проводам 17 и 18 черезреле 19, станет больше величины егоуставки, реле размыкает свой контакт 20 и подача воды в котел прекращается, вода в котле выкипает,мощность котла и ток в электродах падают до тех пор, пока реле 19 не возвращается в исходное положение и незамыкает свой контакт 20, тогда мощность котла снова возрастает, такимобразом мощность котла незначительноколеблется возле заданного значения.Величину этих колебаний легко свестик минимуму, подобрав реле с минимальным коэффициентом возврата.Повышение допустимого значениядавления в котле приводит к срабатыванию электроконтактного манометра 29.(фиг,2), который через промежуточноереле 30 и пускатель 26 отключаетэлектрод 2 и включает клапан 15 доснижения давления. Величина снижениядавления контролируется уровнем возврата электроконтактного манометра 29в автоматическом режиме (тумблер 35замкнут) или повторным запуском схемы в ручном режиме (тумблер 35 Разомкнут) через кнопку 33,Заданная величина мощности можетбыть изменена не обязательно изменением уставки реле, а для простоты еерегулирования в проводе 18 установлен 40резистор 21, с помощью которого вовремя работы котла можно установитьнеобходимые значения мощности в пределах ее регулирования, контролируяее по прибору 22 или по шкале, нанесенной возле резистора, Резистор подбирается таким образом, что величинауставки реле 19 устанавливается примаксимальном его сопротивлении и максимальной мощности котла, В процессерегулирования не меняются уставки реле, а уменьшается величина сопротив"ления резистора, увеличивается токот датчика 16 тока, протекающий попроводам 17 и 18.55Стабилизация заданного значениямощности и плавного ее регулированияосуществляется за счет того, что Яводы в котле контролируется и управ-. ление клапанами 15 осуществляется независимо от общей мощности котла путем измерения величины тока в электродах 3 и 4, выполненных в данномслучае иэ стержней, расположенныхпараллельно поверхности воды в котле,Проводящее пространство этих электродов отделено от основных электродов диэлектрическим экраном 6, приэтом электрод 3 связан электрическии закреплен на одном из электродов 2с помощью шпилек 7, а величина токав электроде 4 контролируется реле 23,имеющим нормально открытый контакт 24в цепи управления клапаном 15.В результате испарения воды приработе котла увеличивается концентрация солей в воде и снижения ее рЭто приводит к увеличению тока в измерительных электродах, Значение тока в измерительных электродах увеличивается пропорционально л воды вслучае, если глубина погружения ихосей ниже минимально допустимогоуровня воды в котле на величинуВ 051где 1 - расстояние между осямиизмерительных электродов.Иначе величина тока в них уменьшается вместе со снижением уровняводы в котле и снижение Р , вызывающее снижение уровня воды в котлепри постоянной его мощности, контролируемой реле 19, не вызывает увеличения тока в измерительных электродахи реле 23 не срабатывает, хотя / вкотле меньше минимально допустимого,Прн соблюдении минимальной высотыпогружения измерительных электродовсогласно соо тношению ЬО, 5 1 обесп ечена независимость величины мощностии объемной мощности б от их высоты,Ток в измерительных электродах Зи 4увеличивается пропорционально снижениюЯ в котле до начала электрического пробоя между ними, начинающегосясогласно экспериментальным даннымприО=3 г рУ,Поэтому предварительно котел за"полняют водой, имеющей минимально допустимое удельное сопротивление ,и, измеряя ток, протекающий в проводе 8, устанавливают равную ему вставку на реле 23, Постепенно снижаясьпри работе котлаповышают величинутока, протекающего через электроды 3и 4 и катушку реле 23, до величиныего уставки. Срабатывая, реле 23 эа 5 14710 мыкает свой контакт 24 н цепи управления электромагнитным клапаном 15 и начинается сброс воды из котла через трубу 12, расположенную на уровне осей измерительных электродов 3 и 4, При этом уровень воды в котле падает даже при открытом клапане 14, так как диаметр трубы 11 меньше диаметра трубы 12, а скорость сброса воды из 1 О котла выше скорости ее подачи за счет избыточного давлений в котле. Таким образом, уровень воды в котле быстро падает до определенной величины ниже минимально допустимого уровня воды в 15 нем, при которой значение тока в измерительных электродах обеспечивает возврат реле 23 и закрытие клапана 15, прекращающего сброс. Расположение трубы 12 на уровне осей измеритель-, 20 ных электродов 3 и 4 обеспечивает сброс до нуля, почти равного осей сброс до нуля, почти равного уровню осей электродов, всей воды из верхней части котла, содержащей максимальное количество солей и накипи независимо от первоначального сброса уровня воды в котле. Таким образом, обеспечивается сброс воды, дифференцированный по уровню, а не по време ни, и это обеспечивает режим наиболь" шей экономичности сброса при любой величине рабочей мощности котла и по-. зволяет значительно упростить схему управления сбросом, так как в ней все элементы контроля продолжительности сброса заменяются одной величиной коэффициента возврата реле 23. Подобрав реле с нужным коэффициентом возврата, а также величины скоростей 40 1сброса иподачи воды, устанавливается практически любой нужный уровень сброса, который прн этом будет наиболее экономичным при любой мощности котла. 45.а. АКогда реле 23 возвращается в ис" ходное положение, сброс прекращается и начинается, дозаполнение котла свежей водой, При этом в один из периодОв дозаполнения, в момент закипания воды на измерительных электродахводы вокруг них оказывается близким к минимально допустимому значению. Тогда ток закипания протекающии че 55 реэ электроды 3 и 4, вызывает срабатьванне реле 23, которое в данном случае будет ложным и приводит к сни- жению экономичности и невозможности 26последующего запуска котла, Чтобыэтого не произошло максимальное значение тока в измерительных электродах 1 закипания - ток закипания при- должно отличаться от тока кипения 1 не более, чем на величину погрешности срабатывания реле тогдаток закипания при любом 1, большемвсегда будет меньше величиныустановки реле 23. Для этого необходимо, чтобы максимальная 1,при )объемная мощность измерительных электродов 3 и 4 независящая от высоты,отвечала соотношению:у,.О,Зг рЧ,где г - удельная теплота парообразокВтсваниякг- плотность пара, кг/м З;Ч - скорость подъема пузырей па"ра м/с5- объемная мощность стержневыхэлектродов, независящая отвысоты, вычисленная при минимально допустимом удельномэлектрическом сопротивленииводы при температуре кипения,Вт/мОстановка котла производится нажатием кнопки 34 при отключенном тумблере 35.Провод 8 может быть подключен кпроводу 10 (фиг.1), к нулевому проводу и проводу 9 (фиг.З, показанопунктиром), Электрод 3 не обязательно должен быть подключен к электроду 2 он может быть изолирован отвсех электродов, также как электрод 4,2провода электродов 3,4 могут быть выведены через проходные изоляторы из1котла и соединены между собой последовательно с катушкой реле 23, вэтом случае напряженйе на электродах 3 и 4 обеспечивается потенциалом,передаваемым через воду с рабочихэлектродов 2, зависящим от расположения измерительных и формы рабочихэлек тродов . Отложение накипи на измерительных электродах 3 и 4 мало, так как плотность тока на их поверхности меньше, чем у рабочих электродов, а условия циркуляции вокруг горизонтальных стержней лучше чем у вертикальных рабочих электродов . Работа измеритель-. ных электродов до очередной плановой очистки накипи с электродов котла/где ( - максимально-допустимая удель.ная мощность измерительныхкВтэлектродов,г - удельная теплота парообразокВт свания ф йкгД - плотность пара,30 35 1Способ автоматического регулирования режима рабо ты элек тродного котла путем измерения величины электрического тока в электродах котла и 1 О повышения ее до максимального значения добавлением свежей воды в котел и изменения сброса отработанной воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности рабо ты котла, измеряют величину электрического тока в дополнительно установленных измерительных электродах и по нему осуществляют изменение сброса отработанной воды, поддерживая менее 20 установленного значения величину тока в измерительных электродах, удель- ная мощность которых выбирается по соотношению Ч - скорость подъема пузыреймпара,2. Устройство автоматического регулирования режима работы электродного котла, имеющего корпус, патрубокразбора пара, патрубок подачи и сброса воды, содержащее электромагнитныеклапаны, установленные на патрубкахподачи и сброса воды, соединенные сосхемой управления, электроды, установленные в корпусе, часть которыхвыполнена в виде цилиндрических стерж.ней, расположенных в плоскости, параллельной поверхности воды, о т л и -чающееся тем, что, с цельюповышения экономичности расстояниеот плоскости осей электродов, расположенных в плоскости, параллельнойповерхности воды, до минимально допус.тимого уровня воды в котле определяется из соотношенияЬ 0,51где Ь - расстояние от плоскостиосей стержневых электродовдо минимальнодопус тимогоуровня;1 - расстояние между осямистержневых электродов.3. Устройство по и2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения схемы управления, патрубоксброса воды расположен на уровнестержневых электродов,1471026 Составитель М,ЛазутовРедактор Г,Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильев Производственно-издательский комбинат "Пат Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 1576/42 Тираж 381 ВНИИПИ Государственного комитета п 113035, Москва, Ж Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ С Раушская наб., д. 4/5