Патент на изобретение №2300705

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ КОТЛОАГРЕГАТА

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для регулирования режима горения в топке котла и может быть использовано в энерготеплоэнергетике. Способ автоматического управления и контроля котлоагрегатом осуществляется путем измерения сигналов по расходу топлива и воздуха, которые вводятся в контроллер, при этом в процессе горения с помощью датчиков непрерывно измеряют содержание окиси углерода и кислорода, давление топлива и давление воздуха и совместно с предварительно измеренным соотношением расхода воздуха и топлива контроллер формирует сигнал для управления вентилятором. Датчики, измеряющие содержание окиси углерода и кислорода, устанавливают непосредственно в газовом тракте дымохода котлоагрегата. Измеряют разрежение в дымовом тракте, с учетом которого формируют упомянутый сигнал на управляющий блок в виде частотного преобразователя для плавного управления дымососом и вентилятором, который постоянно поддерживает содержание окиси углерода СО в дымовых газах в количестве 0,1-0,2% и (или) кислорода O₂=0. Изобретение повышение надежности качества сгорания газа в котле при его оптимальном расходе. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к автоматическому контролю и регулированию процесса горения в топке котлоагрегата.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение по а.с. SU 735869, F23N 1/02, 25.05.1980, в котором описан способ автоматического управления и контроля котлоагрегатом путем измерения сигналов по расходу топлива и воздуха, которые вводятся в контроллер, при этом в процессе горения с помощью датчиков непрерывно измеряют содержание окиси углерода и кислорода, давление газа, давление воздуха совместно с заданным соотношением расхода воздуха и газа, контроллер формирует сигнал для управления вентилятором.

Недостатками известного способа являются достаточно низкие эксплуатационные характеристики, низкая надежность системы.

Задачей заявленного изобретения является учет в процессе горения всех параметров: давления газового топлива, давления воздуха, недожога газа и избытка кислорода.

Данный способ автоматического управления и контроля котлоагрегата заключается в измерении сигналов по расходу топлива и воздуха, которые вводятся в контроллер, при этом в процессе горения с помощью датчиков непрерывно измеряют содержание окиси углерода и кислорода, давление топлива и давление воздуха, и совместно с предварительно измеренным соотношением расхода воздуха и топлива контроллер формирует сигнал для управления вентилятором. Датчики, измеряющие содержание окиси углерода и кислорода, устанавливают непосредственно в газовом тракте дымохода котлоагрегата, при этом измеряют разрежение в дымовом тракте, с учетом которого формируют упомянутый сигнал на управляющий блок в виде частотного преобразователя для плавного управления дымососом и вентилятором, который постоянно поддерживает содержание окиси углерода СО в дымовых газах в количестве 0.1-0.2% и (или) кислорода O₂=0.

Контроллер формирует сигнал на управление дымососом через частотный преобразователь, который обеспечивает необходимое разрежение в топке котлоагрегата.

На чертеже представлена система, реализующая предложенный метод регулирования.

Система содержит контроллер (блок 1), электрически связанный с ним частотный преобразователь (блок 2), который управляет вентилятором. Текущий сигнал содержания СО в дымовых газах измеряется датчиком (блок 3), установленным в газовом тракте дымохода, преобразуется в унифицированный сигнал газоанализатором. Текущий сигнал содержания O₂ в дымовых газах измеряется датчиком (блок 4). Частотный преобразователь (блок 5) управляет дымососом по команде контроллера (блок 1), куда поступает информация о разряжении в топке с датчика РТ2 (блок 6).

Принцип работы системы, реализующей данный способ регулирования, следующий.

Первичное соотношение топливо-воздух в процессе эксплуатации котлоагрегата задается по предварительным замерам, подаваемым на контроллер (блок 1), и корректируется в контроллере по текущему значению СО (блок 3) и (или) текущему значению O₂ (блок 4). Разностный сигнал формирует сигнал, подаваемый в блок частотного преобразователя (блок 2), который с помощью изменения частоты выходной силовой сети плавно управляет электродвигателем привода вентилятора. Датчик по СО (блок 3) и датчик кислорода (блок 4), находящиеся в тракте дымовых газов, непрерывно регистрируют содержание окиси углерода и кислорода в дымовых газах. В контроллере (блок 1) совместно с вводимыми данными давлениями газа и воздуха формируют сигнал на блок частотного преобразователя (блок 2), который в свою очередь плавно изменяет работу вентилятора для коррекции подачи воздуха на горелку, поддерживая содержание СО в дымовых газах в пределах 0,1-0,2% и кислорода O₂=0. Как показывает практика, наиболее эффективным процессом сжигания топлива является процесс горения, когда в дымовых газах содержание СО находится в пределах 0,1-0,2%.

Данный контроллер работает в четырех режимах в зависимости от заложенного алгоритма.

1-й режим – только по предварительным замерам. При измерении расхода газового топлива контроллер по заложенному в нем соотношению изменяет расход воздуха.

2-й режим – по предварительно замеренным расхода воздуха и газового топлива и по СО контроллер корректирует воздух для полного сгорания.

3-й режим – по предварительно замеренному соотношению расхода воздуха и по выходу кислорода корректирует расход воздуха до минимума кислорода в отходящих газах.

4-й режим – по выходу датчиков по СО и по О₂ контроллер корректирует расход воздуха до CO0,1-0,2% и О₂=0, который обеспечивает максимальный КПД котла.

В отличие от других схем регулирования при выходе из строя любого датчика, участвующего в процессе регулирования, контроллер может управлять процессом горения по другим алгоритмам.

Разрежение в топке регулируется контроллером (блок 1), подающим сигнал на частотный преобразователь (блок 5), поддерживающим необходимое разрежение. При данном способе осуществляется плавное управление работой дымососа, отсутствуют большие пусковые токи, экономится электроэнергия, оптимально ведется процесс работы котлоагрегатов.

Данный способ автоматического регулирования работы котлоагрегатов отвечает самым высоким санитарно-экологическим требованиям и обеспечивает экономию топлива и электроэнергии, увеличивает срок службы оборудования в два раза.

Формула изобретения

Способ автоматического управления и контроля котлоагрегатом путем измерения сигналов по расходу топлива и воздуха, которые вводятся в контроллер, при этом в процессе горения с помощью датчиков непрерывно измеряют содержание окиси углерода и кислорода, давление топлива и давление воздуха и совместно с предварительно измеренным соотношением расхода воздуха и топлива контроллер формирует сигнал для управления вентилятором, отличающийся тем, что датчики, измеряющие содержание окиси углерода и кислорода, устанавливают непосредственно в газовом тракте дымохода котлоагрегата, при этом измеряют разрежение в дымовом тракте, с учетом которого формируют упомянутый сигнал на управляющий блок в виде частотного преобразователя для плавного управления дымососом и вентилятором, который постоянно поддерживает содержание окиси углерода СО в дымовых газах в количестве 0,1-0,2% и (или) кислорода O₂=0.

РИСУНКИ